Бестрансформаторный ламповый усилитель мощности: Бестрансформаторный ламповый усилитель должен малогабаритным

Содержание

Бестрансформаторный ламповый усилитель должен малогабаритным

Бестрансформаторный ламповый усилитель должен быть малогабаритным, экономичным и простым в повторении (я всегда преследую такую цель при разработке конструкций). В шэке скопилось немало ГИ-7Б, ГУ-74Б, ГУ-43Б, ГУ-34Б, ГУ-ЗЗБ, ГК-71, ГУ-81 М, т.е. почти вся номенклатура ламп советского производства. Но все эти лампы должны работать при высоком анодном напряжении, поэтому требуются высоковольтные конденсаторы и в анодной цепи, и в П-контуре. Кроме того, панельки для некоторых из перечисленных выше ламп стоят почти столько же, столько сами лампы. А для некоторых ламп требуется еще и обдув.

А что получится, если использовать бестрансформаторный ламповый усилитель ГУ-50? Лампа очень популярная, дешевая и очень доступная (панельки — тоже). Три-четыре лампы дают мощность, которая чаще всего требуется в повседневной работе в эфире. Этим лампам не нужен обдув. Анодное напряжение — около 1000 В. А если такое низкое анодное напряжение получить без громоздкого силового трансформатора? Умножение переменного напряжения сети 220 В — это отличное решение! Но опыта работы с умножителями напряжения у меня не было, поэтому решил попробовать изготовить умножитель на четыре, состоящий из 6 электролитических конденсаторов 220 мкФ/385 В и 4 диодов 1N5408, и был приятно удивлен полученным результатом.

На холостом ходу выпрямитель давал 1200 В, под нагрузкой 50…600 мА напряжение почти не изменялось — 1100 В. Эти результаты окончательно подтолкнули меня к выбору бестрансформаторного анодного питания усилителя мощности, но требовалось решить проблему безопасной эксплуатации усилителя с таким источником. Репейная схема на базе реле переменного тока дала возможность обеспечить требования техники безопасности. Во избежание броска тока во время включения, предусмотрена схема “мягкого” пуска. Маломощный трансформатор используется только для питания накалов ламп и реле.

Переходим к выбору схемы усилителя. Из своего опыта знаю, что ГУ-50 в схеме с общими (заземленными) сетками в режимах CW и SSB без проблем работает при напряжении 1200В на аноде. Значит, 1100В на выходе бес-трансформаторного выпрямителя — вполне допустимое анодное напряжение. Все сетки ламп — на “земле”. Автоматическое смещение в цепи катодов ламп в режиме STANDBY обеспечивает их полное запирание, а в режиме передачи — ток покоя около 45 мА на каждую лампу, обеспечивающий линейный режим усиления.

Анодное питание — последовательное. В такой схеме уменьшается влияние реактивности анодного дросселя, а также требования к его конструкции.

Сколько ламп ГУ-50 следует использовать в усилителе? Две — это явно мало (овчинка не стоит выделки), да и входной импеданс будет более 100 Ом. В то же время, ни объем, ни вес усилителя с двумя лампами не уменьшаются по сравнению с устройством на трех или четырех лампах. Однако при четырех лампах эквивалентное выходное сопротивление усилителя довольно низкое, поэтому для П-контура требуются конденсаторы довольно большой емкости. Кроме того, при четырех лампах усилитель имеет низкое входное сопротивление. Также следует увеличить нагрузочную способность высоковольтного выпрямителя (учетверителя напряжения), применив в нем электролитические конденсаторы емкостью 470 мкФ. Три лампы ГУ-50 — это, на мой взгляд, оптимальное решение. Рационально используются все комплектующие, а разница в работе между усилителями на 3-х и 4-х лампах ГУ-50 незаметна для корреспондентов.

Возможно, все описанное выше хорошо знакомо некоторым читателям. Но, на мой взгляд, не следует слепо повторять любую конструкцию, не ответив для себя на вопросы: что, как и почему.

Описание схемы бестрансформаторный ламповый усилитель.

Бестрансформаторный ламповый усилитель схема на рисунке в тексте довольно проста. “Минусовый” вывод источника высокого напряжения, который подключается контактами К4а реле Rel4 к измерительному прибору М1, измеряющему анодный ток, является общим проводом схемы по постоянному току, а по переменному току этот провод через конденсаторы С5 и С20 соединен с шасси. Все сетки ламп VL1 — VL3 включены параллельно и соединены с общим проводом. Катоды ламп также соединены параллельно, но к общему проводу подключены через вторичную обмотку входного трансформатора Тг2 и резистор R8, который обеспечивает автоматическое смещение. В катодную цепь также включен резистор R7, который предохраняет лампы от прострелов. Аноды ламп соединены параллельно через антипаразитные дроссели, предотвращающие самовозбуждение усилителя на УКВ.

Нагрузкой усилителя является П-кон-тур. Анодное напряжение подается на “холодный” конец П-контура через дроссель Dr2, т.е. применена схема последовательного анодного питания. В такой схеме катушка П-контура находится под напряжением, но зато снижаются требования к анодному дросселю Dr2. Несмотря на то что в окончательном варианте усилителя применяется дроссель, рассчитанный на установку в схему параллельного питания, я пробовал использовать самый простой дроссель индуктивностью 16 мкГн, имеющий рядовую не-секционированную намотку, и эффект был один и тот же — усилитель работал хорошо. В моих конструкциях П-контур всегда тщательно рассчитывается на основе данных об анодном напряжении и токе, рабочем режиме (в данном случае, класс AB) и нагруженной добротности катушки П-контура (Q=12). Раньше расчет проводился вручную, а сейчас компьютер делает такой расчет за секунды. Катушки, естественно, изготавливаются согласно рассчитанным индуктивностям для П-контура с учетом диаметра применяемого каркаса.

В П-контуре усилителя используются обычные конденсаторы переменной емкости от старых ламповых радиоприемников. В конденсаторе С1 пластины прореживают через одну, и из конденсатора емкостью 2×500 пФ получается КПЕ с максимальной емкостью около 135 пФ (при параллельном включении секций). Прореживать пластины в конденсаторе С2 не требуется. Здесь лучше всего использовать строенный КПЕ. КПЕ С1 и С 7 подключены к П-контуру через конденсаторы С2 и С6 и, следовательно, находятся только под ВЧ-напряжением. На низкочастотных диапазонах параллельно каждому КПЕ добавляется емкость (С3, С4, С8, С9). Для переключения диапазонов применяется обычный керамический галетный переключатель (4 галеты, 11 положений). Две галеты, соединенные параллельно, предназначены для переключения отводов катушки индуктивности, а две другие — для подключения добавочных конденсаторов.

Если фазовой провод включен правильно, то при подаче на блок питания сетевого напряжения сразу включится реле Rel2, и переменное напряжение поступит на выпрямители. Если фазовый провод включен неправильно, сработает реле Red, которое своими контактами перекоммутирует “фазу” и “ноль”, установив их в правильное (безопасное для эксплуатации) положение. Сетевое напряжение подается на выпрямители через резисторы R14 — R18, которые ограничивают пусковой ток, обеспечивая “мягкий” пуск. В течение несколько секунд напряжение после этих резисторов возрастает до уровня, при котором включается реле Rel3, которое блокирует цепь “мягкого” пуска. После цепи “мягкого” пуска установлен дроссель Dr1, который препятствует попаданию ВЧ-напряжения из усилителя в сеть переменного тока. Накал лампы и напряжение для низковольтного выпрямителя (D7 — D11 и С37) снимается с трансформатора Тг1. Напряжение на выходе низковольтного выпрямителя — 24 В.

Высоковольтный выпрямитель выполнен по симметричной схеме учетверения напряжения. Он включается сразу после подачи сетевого напряжения, и после “мягкого” пуска на его выходе появляется напряжение 1200 В. Двух контактный двухпозиционный тумблер SW2a,b служит для переключения режима STANDBY. При включенном режиме STANDBY усилитель сохраняет готовность к работе, но не подключен к выходу трансивера, поэтому сигнал “раскачки” через нормально замкнутые контакты Rel5 и Rel6 поступает прямо в антенну. При выключении режима STANDBY срабатывает реле Rel4, и высокое напряжение подключается к общему проводу и к анодной цепи. Одновременно подается напряжение на цепи питания реле Rel5 и Rel6. Переход “прием/передача” осуществляется при замыкании контактов К7 реле Rel7. Для управления этим реле применяется транзисторный ключ Q1. Напряжение для ключа и для реле Rel7 берется от интегрального стабилизатора IS1. Это напряжение должно быть не более 12 В, потому что во всех современных трансиверах линия РТТ имеет потенциал +12В в режиме приема и 0 В — в режиме передачи.

Конструкция и детали бестрансформаторный ламповый усилитель.

В авторском варианте бестрансформаторный ламповый усилитель был размещен в корпусе от генератора Г5-54. Задняя панель сохранена оригинальная, а передняя панель изготовлена новая), из алюминия толщиной 4 — 5 мм. В корпусе при помощи уголков устанавливается горизонтальное шасси. Монтаж бестрансформаторный ламповый усилитель — комбинированный. Часть деталей устанавливается навесным способом, а остальные — на трех платах. На одной плате из стеклотекстолита выполнен высоковольтный выпрямитель, на второй размещены детали цепи “мягкого” пуска, Dr1, конденсаторы С38 и С39, низковольтный выпрямитель, реле Rel3, Rel7 и электронный ключ. На третьей плате установлены трансформатор Тг2, реле Rel5, R7, R8 и конденсатор С17.

Панельки для ламп и реле Rel 1, Rel2 и Rel4, а также КПЕ и трансформатор Тг1 установлены прямо на шасси. На передней панели размещены два стрелочных прибора, переключатель диапазонов, тумблеры “Сеть”, “STANBY” и индикаторные лампочки. На задней панели установлены разъемы ANT, TXRX, PTT, клемма “Земля” и держатели предохранителей F1 и F2. В П-контуре используются две катушки. Катушка L1 для диапазонов 14 — 28 МГц бескаркасная, выполнена проводом 03 мм (лучше всего — посеребренным). Катушка L2 для низкочастотных диапазонов намотана эмалированным проводом 1,5 мм на ребристом керамическом каркасе диаметром 36 мм. Шаг намотки — 2 мм. На шасси установлен проходной керамический изолятор. В какой радиостанции применялся этот изолятор, я не знаю, но можно использовать и самодельный, выточенный из фторопласта (рисунке). Через изолятор проходит шпилька М4, и через шайбы и гайки изолятор крепится к шасси. Снизу шасси на одном конце шпильки присоединяются дроссели Dr3 — Dr5, а на другом конце — “горячий” вывод катушки ВЧ-диапазонов. Другой вывод катушки припаян к переключателю диапазонов. Катушка установлена горизонтально. Катушка НЧ-диапазонов установлена перпендикулярно шасси Анодный дроссель Dr2 установлен сверху шасси, горизонтально, при помощи одного уголка. Моточные данные катушек L1, L2 и анодного дросселя приведены на рисунке.

Дроссель DM намотан на ферритовом кольце М2000 и содержит 25 витков (бифилярная намотка) провода 00,6 мм в ПВХ-изоляции. Согласующий трансформатор Тг2 содержит 11 витков коаксиального кабеля 03,5 мм, намотанных на ферритовом кольце размерами 28x14x8 мм и проницаемостью 200. Репе Rel1, Rel2 и Rel3 — переменного тока (220V/10A), установлены на октальных панельках. Реле Rel3 и Rel5 — RAS-2415 (24V/10A), репе Rel7 — RAS-1215 (12V/10A), Rel6 — 24V/10A

Запуск и настройка бестрансформаторный ламповый усилитель

После сборки платы высоковольтного выпрямителя следует провести тренировку конденсаторов. Выпрямитель включается в сеть переменного тока через электрическую лампу мощностью около 100 Вт. В первый момент лампа должна ярко загореться, а затем медленно погаснуть. Соблюдая меры предосторожности, измеряют напряжение на электролитических конденсаторах. Вначале, наверно, напряжения будут разные, поэтому требуется тренировка конденсаторов. Спустя несколько часов можно убедиться, что напряжения на конденсаторах выровнялись. На этом тренировка конденсаторов заканчивается, и плату можно установить в усилитель.

После окончательного монтажа и его проверки, тренировке подвергаются лампы. Вначале на протяжении суток подается только накальное напряжение. Потом лампы вынимают из панелек и, вставляя их по одной, поочередно, проверяют начальный ток при подаче анодного напряжения (без раскачки). Начальный ток должен быть около 45 мА. Разница начальных токов ламп не должна превышать ±5%. После подбора ламп бестрансформаторный ламповый усилитель включается в холостой режим (без раскачки) на 5 — 6 часов. Такая тренировка гарантирует долгую жизнь ламп, у них не бывает прострелов и голубого свечения в колбах. Если в усилителе установлены катушки П-контура, отличающиеся от тех, что приведены на рис.5, то придется подобрать положение отводов.

При переводе бестрансформаторный ламповый усилитель в режим передачи (без раскачки) анодный ток должен быть около 135 мА. Для раскачки усилителя нужна мощность 25 — 30 Вт, а анодной ток при расстроенном П-контуре должен быть около 700 мА. При настроенном П-контуре в диапазоне 3,5 МГц анодной ток должен быть около 600 мА. В этом режиме усилитель отдает в активную нагрузку мощность 400 — 430 Вт. В диапазоне 7 МГц выходная мощность — около 380 Вт, 14 МГц — 350 Вт, 21 МГц — 300 Вт и 28 МГц — не менее 280 Вт. Сигнал на выходе бестрансформаторный ламповый усилитель осциллографом не проверялся, но корреспонденты не отметили разницы качества сигнала с усилителем и без него. Изменялась только сила сигнала — на 12 —13 дБ (2 балла по шкале S). Прослушивание соседних частот показало, что сплеттеры при использовании усилителя отсутствуют.

25-ваттный бестрансформаторный ламповый усилитель на 6С33С (OTL)

Если вы потратили круглую сумму на 5 метров  экзотического  колоночного кабеля, Вы задумывались о пятистах метрах  провода в выходных трансформаторах вашего лампового усилителя?
Выходные  трансформаторы – это  дорогие компоненты со сложной  намоткой, чтобы работать должным образом на высоких частотах. Они являются главными виновниками мягкого баса в ламповых усилителях. Основными причинами этого являются перенасыщение магнитопровода на низких частотах. Кроме того, из-за сопротивления обмотки теряется около 10%  выходной мощности. Альтернативой является бестрансформаторный выход – OTL (output transformer Less).

Принцип работы

Описываемая  OTL схема предлагает несколько решений. Во-первых, в целях защиты динамиков в случае неисправности ей необходимо естественное  ограничение тока без использования вспомогательных цепей защиты. Во-вторых, проблема в том, как реализовать симметричный выходной каскад, когда лампы не имеют NPN и PNP структуры как транзисторы.
Одним из вариантов был цирклотрон  «circlotron», изобретенный Сесил Холлом в 1951 году, но, который, однако, препятствует использованию естественного  ограничения тока и вынуждает использовать очень  сложную конфигурацию блока питания. Вместо этого, была разработана схема с некомплементарным выходным каскадом с  использованием комбинированной  местной обратной связи. Была достигнута  хорошая симметрия и низкий уровень гармоник, что было подтверждено в последующих измерений. Такая конфигурация имеет больше общего со схемой Futterman, за исключением того, что пара пентодов используется для драйверного каскада вместо разделителя фазы. Пентоды по сравнению с триодами смогли обеспечить достаточный ток и усиление.
Общей целью проекта было иметь простую схему, как можно с минимальным количеством компонентов на пути сигнала, а также двухтактный принцип работы. Двухтактный каскад  не только уменьшает гармонические искажения, но и обеспечивает значительное уменьшение пульсаций питания. Получилась стабильная, надежная конструкция, которая не нуждается в постоянной регулировке. Для этого включена цепь обратной связи постоянного тока, которая после первоначальной настройки держит напряжение смещения в пределах 20 мВ. Последующая корректировка вряд ли потребуется в течение долгого времени, даже после замены ламп.
Я знаю, что обратная связь – спорный вопрос и многие считают, что, в конечном счете, она должна быть нулевой. Тем не менее, нулевая обратная связь в этой конструкции может привести к звуковым шумам и выходному сопротивлению 8Ω, которое может серьезно повлиять на тональный баланс большинства акустических систем. Поэтому было решено применить глубину  обратной связи 26дБ, которая является обычной для большинства классических схем ламповых усилителей и понижает  выходное сопротивление до 0.4Ω для хорошо контроля баса. Тем не менее, преимущество самодельного усилителя (англ. DIY, D.I.Y.; ди ай уай, от англ. Do It Yourself — «сделай это сам») является то, что вы можете настроить обратную связь в соответствии с вашим собственным вкусом. Простейший способ уменьшить обратную связь до 11 дБ – это убрать конденсаторы связи между первой и второй ступенями.
Наконец, для того, чтобы «раскачать»  нормальную акустику было решено, что нужна мощность не менее 20 Вт. Очевидный выбор ламп выпал на Российский 6C33C триод, потому что одна пара может выдать 2,5А тока на 8-омную нагрузку при  умеренном питании 150V. Это позволяет получить 25W на 8Ω нагрузки или 40 Вт на нагрузке 16Ω. Если вы можете увеличить нагрузку с 40 до 100Ω, то вы можете легко получить 50 Вт мощности  в классе А. Измерения показали, что  искажение с включенной обратной связью были меньше, чем у генератора сигналов. Это дало 0,14% THD при 2W с 8Ω нагрузкой без обратной связи, или 0,007% 26дБ с обратной связью.

Конструкция и детали.

Сигнал с входного  гнезда SK1 подается на сетку лампы V1A через регулятор громкости RV1, C1 и R1. Включение обратной связи обеспечивается резисторами R1 и R3, которые смешивают сигнал выхода и входа. Глубина обратной связи составляет около 29 и может быть изменена отношением R3/R1. Другими словами, при входном напряжении 500 мВ получаем 25 Вт на 8Ω нагрузке. Когда RV1 установлен на максимум, входное сопротивление составляет около 26к (RV1 параллельно с R1). Конденсатор C1 используется для максимальной обратной связи по постоянному напряжению. При отсутствии смещения, на сетке V1A присутствует  тот же потенциал , что и на V1b через R4. Тем не менее, небольшая разность напряжений на катодах каждой лампы, из-за неидеальной схожести, может привести к напряжению на управляющей сетке V1A. Это сразу же отображается на нагрузке в виде постоянного напряжения, потому что 100% обратная связь по  постоянном току, через R3, сохраняет входное и выходное напряжения равными. Триммером RV2 можно добиться нулевого смещения на выходе.
Неоновая лампа Н1 служит для ограничения напряжения подогреватель-катод на обеих половинах V1 до 65 В во время прогрева. Она не светится при нормальной работе. Симметричные выходы входного каскада соединены с управляющими сетками V2 и V3 конденсаторами C3 и C4. Существуют также частичные связи постоянного тока через сопротивления R8 и R9. Драйверный каскад образуют  лампы V2 и V3 и связанные с ними компоненты. Выходы этого каскада напрямую связаны с сетками V4 и V5, которые образуют выходной каскад. Триммер RV3 позволяет скорректировать напряжения на сетках V4 и V5, тем самым установить ток выходного каскада. Выбор тока покоя предполагает компромисс между сроком жизни ламп и искажениями.
В теории, можно увеличить ток покоя выходных ламп максимально до 400 мА, после чего их аноды будут рассеивать 60 Вт. Это даст низкие искажения, но резко снизит срок службы. Тем не менее, можно добиться гораздо более длительного срока трубки с более низким током покоя, скажем, 200 мА. Это также уменьшит количество тепла, вырабатываемого усилителем! В драйвере были выбраны  пентоды, потому что они могут прокачать большее напряжение, чем триоды, а также потому, что они обладают лучшими токовыми характеристиками. Последнее обеспечивает симметрию в выходном каскаде. Еще одним преимуществом пентода является фактическое отсутствие эффекта Миллера, емкости между анодом и управляющей сеткой, в связи с наличием экранной сетки. Это увеличивает пропускную способность каскада и устраняет необходимость в компенсации частотных составляющих для того, чтобы усилитель оставался стабильным, когда применяется обратная связь. Единственным недостатком является то, что они производят чуть больше гармонических искажений нечетного порядка, чем триоды. Тем не менее, EF86 (советский аналог 6Ж32П) были разработаны для аудио. EF86  был  очень успешно  использован в драйвере знаменитого усилителя Quad II.
V4 является катодным повторителем. Это означает 100% отрицательную связь между катодом и сеткой, в результате имеем единичное усиление и снижение выходного импеданса.
V5 является анодным повторителем и для того, чтобы иметь тот же коэффициент усиления и выходное сопротивление, как V4, он должен иметь 100% отрицательную обратную связь между анодом и сеткой. Это достигается с помощью драйвера тока, который, по определению, имеет очень высокое сопротивление источника, что не ослабляет обратную связь, которая образована через R13. Хотя постоянное напряжение на анодах V2 и V3 отличается, это действительно не оказывает большого значения на режимы работы пентодов.
R15 обеспечивает привязку управляющей сетки V1A к общему проводу во время разогрева усилителя, в случае отсутствия подключенных громкоговорителей.
Газоразрядный предохранитель N2 гарантирует, что выходное напряжение остается в пределах безопасных значений при любых условиях. Если выходное напряжение превышает 90 В, он срабатывает, понижая тем самым выходное напряжение до безопасного.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Хотя блок питания достаточно обычный и мало нуждается в описании, есть несколько моментов, которые нужно отметить: в случае неисправности, заставив защелку выходной каскад либо вверх или вниз, R33 предоставляет средства ограничения тока через выходную стадию и громкоговоритель. Если его значение было слишком малым, трубка вывода или громкоговорителя или оба могут быть повреждены. Если его значение было слишком высоким, небольшое напряжение смещения через громкоговоритель может вызвать значительный дисбаланс в напряжение питания HT2 и HT4. Предохранители FS1 и FS2, сработают в маловероятном случае, если обе лампы драйверного каскада, V2 и V3, не работают (или не подключены), тем самым вызывая чрезмерный ток через обе лампы выхода V4 и V5. В теории, только один предохранитель необходим, но здесь два включены для того, чтобы на любые неполадки они реагировали симметрично.

Улучшение этой конструкции возможно, если для нагревателей V1 использовать постоянный ток и включить схему таймера задержки, чтобы напряжение HT2 HT4 подавалось только тогда, когда все лампы уже разогреты.
Выбор сглаживающих конденсаторов C8-C15 важен, потому как они определенно находятся на пути прохождения сигнала между выходными лампами и громкоговорителем, и поэтому должны быть хорошего качества. Они должны быть свободны от внутренних вибрации, а это значит, что они не должны «петь». Во многих точках во время прогрева есть потенциально высокое напряжение, поэтому резисторы должны иметь соответствующую мощность.
2-х ватные резисторы могут выдерживать 500 В постоянного напряжения. Кроме того, они хорошо звучат, и обладают низким тепловым шумом 1 мкВ / V и низким температурным коэффициент 50 ppm / ° C. Вы можете заметить из фото 2, что монтаж немного тесноват, поэтому рекомендуется использовать большее шасси, чем 12 «× 9″ × 3 » которое было использовано. Усилитель производит довольно много тепла, и в идеале лампы должны иметь больше пространства вокруг себя для циркуляции воздуха. Также должна быть хорошая вентиляция под шасси.
Включение и наладка усилителя
Перед первым включением убедитесь, что Триммер RV2 находится примерно в среднем положении
и что RV3 установлен на минимальное сопротивление.
Вращая RV3, увеличиваем ток покоя с нуля до желаемой величины (автор поставил его на 200 мА), контролируем его амперметром M1. Во время нормальной работы M1 едва дергается, это не индикатор уровня! Тем не менее, отрадно иметь его на лицевой панели как раннее предупреждение на случай, если что-то пойдет не так.
После 20 минут прогрева подкорректируйте RV3 в случае необходимости. Затем подключите милливольтметр к выходным терминалам и настройте RV2 для получения нулевого значения. Всегда это нужно делать с выкрученной громкостью до минимума или при замкнутом входном разъеме.
Когда усилитель работает, никогда не включайте его сразу же после выключения, есть вероятность сжечь предохранители.

Использованные источники
1. C. T. Hall, “Parallel Opposed Power Amplifiers”
US Patent 2,705,265, June 7, 1951.
2. J. Futterman, “A Practical Commercial Output
Transformer-less Amplifier,” J. Audio Eng.
Soc., (1956 October).
3. Circlotron history page http://circlotron.
tripod.com/.

Список необходимых компонентов показан в таблице.

C1, C2………………Capacitor, 1μF 450V polypropylene Ansar
C3, C4………………Capacitor, 0. 1μF 630V polypropylene
Ansar
C5…………………….Capacitor, 10μF 250V electrolytic
C6, C7, C18……….Capacitor, 100μF 250V electrolytic
C8, C9, C10-15….Capacitor, 6800μF 63V electrolytic Elna
“tonerex” or Samwha “for audio”
C16, C17, C19……Capacitor, 100μF 500V electrolytic
D1, D2, D3, D4…Diode (fast recovery), FR605G 6A 600V
D5, D6……………..Diode, 1N4006 1A 800V
FS1, FS2…………..Fuse and holder, 3.15A 20mm
M1……………………Ammeter, 0-1A DC
N1……………………Neon lamp, wire ended, T2
N2……………………..Gas discharge tube (GDT), 90V DC sparkover
N3……………………Neon indicator, panel mounted
PL1…………………..Plug, IEC chassis
R1, R2………………Resistor, 34k 0.1% 0.25W precision metal
film Welwyn
R3, R4……………..Resistor, 1M 0.1% 0.25W precision metal
film Welwyn
R5, R6……………..Resistor, 100k 0.1% 0.25W precision
metal film Welwyn
R7…………………….Resistor, 470k 1% 2W 500V metal film
Maplin
R8, R9……………..Resistor, 4M7 5% 0.5W 3.5kV metal film
Vishay (match pairs to within 1%)
R10, R11…………. .Resistor, 1M 1% 2W 500V metal film
Maplin
R12, R13, R15…..Resistor, 100k 1% 2W 500V metal film
Maplin
R14…………………..Resistor, 15k 5% 0.5W metal film
R16…………………..Resistor, 10k 5% 0.5W carbon film
R17-20………………Resistor, 47R 5% 0.5W carbon film
R21, R22…………..Resistor, 1k 5% 0.5W carbon film
R23-30……………..Resistor, 10k 5% 0.5W carbon film
R31, R32…………..Resistor, 1k 5% 1W carbon film
R33………………….Resistor, 1k 5% 10W wire wound
Welwyn
RV1…………………..Resistor, variable 100k
RV2…………………..Resistor, trimmer 1k 20-turn 1W cermet
Spectrol + 32mm panel mount adaptor
RV3…………………..Resistor, trimmer 10k 20-turn 1W cermet
Spectrol + 32mm panel mount adaptor
S1…………………….Switch, double pole single throw 250V
AC 5A
SK1………………….Socket, phono
SK2………………….Terminals (shrouded) to suit loudspeaker
cable
T1…………………….Mains transformer, 6V + 6V 15VA
T2…………………….Mains transformer, 12V + 12V 225VA
T3…………………….Mains transformer, 120V + 120V 625VA
V1……………………. Tube, ECC83 + B9A socket
V2, V3………………Tube, EF86 (matched pair) + B9A socket
V4, V5………………Tube, 6C33C (matched pair) + socket
Chelmer
Chassis…………….Steel, 17″ × 10″ × 3″ Hammond
audioXpress February 2010 Тим Меллоу

 

 

Схема БП с уменьшенным числом конденсаторов.

6С33С-В Светлана Параметры и характеристики

Схемы ламповых и гибридных усилителей НЧ в режиме моно и стерео (Страница 3)

Rickenbacker M8 - простой однотактный усилитель на лампах 6V6

Принципиальная схема однотактного лампового УМЗЧ Rickenbacker M8 на лампах 6AV6 и 6V6.Rickenbacker M8 - 6V6 Single-Ended-Triode (SET) Hi-Fi Amplifier schematic.Рис. 1. Cхема однотактного лампового усилителя мощности Rickenbacker M8 ...

0

6

910

Rickenbacker B9A - однотактный ламповый усилитель на 6V6

Принципиальная схема однотактного лампового усилителя мощности Rickenbacker B9A на лампах 6V6.В схеме усилителя мощности использованы лампы: 7025, 6V6, 5Y3. Rickenbacker B9A - 6V6 Single-Ended-Triode (SET) Hi-Fi Amplifier circuit.Рис. 1. Принципиальная схема лампового усилителя мощности ...

0

0

823

Бестрансформаторный УМЗЧ RCA OTL на лампах 6082 (25Вт)

Принципиальная схема лампового бестрансформаторного усилителя мощности (Tube Amp) на лампах 6082. Выходная мощность усилителя - 25 Ватт.RCA OTL Tube Amplifier Schematic (output - 6082).Рис. 1. Cхема лампового усилителя мощности RCA OTL на 6082.Schematic of 25-watt music amplifier ...

2

0

1103

Схема двухтактного усилителя мощности Quad II на лампах KT-66

Ниже представлена принципиальная схема лампового усилителя мощности Quad II на лампах KT-66.В усилителе использованы лампы: EF86, KT66.Quad II push-pull KT66 vacuum tube amplifier Schematic.Рис. 1. Принципиальная схема лампового усилителя мощности Quad II (Quad 2 ...

2

0

1384

Бестрансформаторный усилитель OTL на лампах 7242

Принципиальная схема бестрансформаторного лампового усилителя мощности OTL (Tube Amp) на лампах 7242. В схеме усилителя мощности использованы лампы ECC-83, 12BH7A, 12BY7A, 7242 и полевой транзистор 2SK117.OTL push-pull 7242 vacuum tube amplifier Schematic.Рис. 1. Принципиальная схема ...

0

0

1044

OTL - простой бестрансформаторный УМЗЧ на лампах 6336A

Ниже представлена принципиальная схема бестрансформаторного усилителя мощности на лампах 6336A.В схеме усилителя мощности использованы лампы: E188CC, 6DJ7, 2SJ117, 6336A.OTL push-pull 6336A vacuum tube amplifier Schematic.Рис. 1. Принципиальная схема бестрансформаторного усилителя на ...

1

0

984

Бестрансформаторный ламповый усилитель OTL на 12AX7, 12BH7A, 6C33

Принципиальная схема лампового усилителя мощности OTL (Tube Amp) на лампах 6C33 с бестрансформаторным выходом.В схеме усилителя мощности использованы лампы 12AX7, 12BH7A, а на выходе - 6C33.OTL push-pull 6C33 vacuum tube amplifier Schematic.Рис. 1. Схема бестрансофрматорного усилителя ...

0

0

955

OTL - бестрансформаторный усилитель мощности на лампах 6C33

Ниже представлена принципиальная схема лампового усилителя мощности с бестрансформаторным выходом на лампах 6C33. В схеме усилителя мощности использованы лампы 6922 / E88CC, 7119 / E182CC, а на выходе 6C33.OTL push-pull 6C33 vacuum tube amplifier Schematic.Рис. 1. Принципиальная схема ...

0

0

963

Схема бестрансформаторного лампового УНЧ OTL на 17KV6A (6 шт)

Принципиальная схема лампового усилителя мощности OTL (Tube Amp) на лампах 17KV6A.В схеме усилителя мощности использованы лампы 5842, WE-418A, а на выходе - шесть ламп 17KV6A.Parallel push-pull 17KV6A vacuum tube amplifier Schematic.Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности на ...

1

2

903

Схема бестрансформаторного усилителя OTL на лампах 12B4

Принципиальная схема бестрансформаторного лампового усилителя мощности (Tube Amp) на лампах 12B4.В схеме усилителя мощности использованы лампы 6AU6, 6S4 и на выходе - 12B4. В выпрямителе использована лампа 6X4.Tube Amplifier Schematic - 6AU6 input, 12B4 - output.Рис. 1. Принципиальная ...

0

0

849

Ламповый бестрансформаторный усилитель схема

Бестрансформаторный ламповый усилитель должен быть малогабаритным, экономичным и простым в повторении (я всегда преследую такую цель при разработке конструкций). В шэке скопилось немало ГИ-7Б, ГУ-74Б, ГУ-43Б, ГУ-34Б, ГУ-ЗЗБ, ГК-71, ГУ-81 М, т.е. почти вся номенклатура ламп советского производства. Но все эти лампы должны работать при высоком анодном напряжении, поэтому требуются высоковольтные конденсаторы и в анодной цепи, и в П-контуре. Кроме того, панельки для некоторых из перечисленных выше ламп стоят почти столько же, столько сами лампы. А для некоторых ламп требуется еще и обдув.

А что получится, если использовать бестрансформаторный ламповый усилитель ГУ-50? Лампа очень популярная, дешевая и очень доступная (панельки — тоже). Три-четыре лампы дают мощность, которая чаще всего требуется в повседневной работе в эфире. Этим лампам не нужен обдув. Анодное напряжение — около 1000 В. А если такое низкое анодное напряжение получить без громоздкого силового трансформатора? Умножение переменного напряжения сети 220 В — это отличное решение! Но опыта работы с умножителями напряжения у меня не было, поэтому решил попробовать изготовить умножитель на четыре, состоящий из 6 электролитических конденсаторов 220 мкФ/385 В и 4 диодов 1N5408, и был приятно удивлен полученным результатом. На холостом ходу выпрямитель давал 1200 В, под нагрузкой 50…600 мА напряжение почти не изменялось — 1100 В. Эти результаты окончательно подтолкнули меня к выбору бестрансформаторного анодного питания усилителя мощности, но требовалось решить проблему безопасной эксплуатации усилителя с таким источником. Репейная схема на базе реле переменного тока дала возможность обеспечить требования техники безопасности. Во избежание броска тока во время включения, предусмотрена схема “мягкого” пуска. Маломощный трансформатор используется только для питания накалов ламп и реле.

Переходим к выбору схемы усилителя. Из своего опыта знаю, что ГУ-50 в схеме с общими (заземленными) сетками в режимах CW и SSB без проблем работает при напряжении 1200В на аноде. Значит, 1100В на выходе бес-трансформаторного выпрямителя — вполне допустимое анодное напряжение. Все сетки ламп — на “земле”. Автоматическое смещение в цепи катодов ламп в режиме STANDBY обеспечивает их полное запирание, а в режиме передачи — ток покоя около 45 мА на каждую лампу, обеспечивающий линейный режим усиления. Анодное питание — последовательное. В такой схеме уменьшается влияние реактивности анодного дросселя, а также требования к его конструкции.

Сколько ламп ГУ-50 следует использовать в усилителе? Две — это явно мало (овчинка не стоит выделки), да и входной импеданс будет более 100 Ом. В то же время, ни объем, ни вес усилителя с двумя лампами не уменьшаются по сравнению с устройством на трех или четырех лампах. Однако при четырех лампах эквивалентное выходное сопротивление усилителя довольно низкое, поэтому для П-контура требуются конденсаторы довольно большой емкости. Кроме того, при четырех лампах усилитель имеет низкое входное сопротивление. Также следует увеличить нагрузочную способность высоковольтного выпрямителя (учетверителя напряжения), применив в нем электролитические конденсаторы емкостью 470 мкФ. Три лампы ГУ-50 — это, на мой взгляд, оптимальное решение. Рационально используются все комплектующие, а разница в работе между усилителями на 3-х и 4-х лампах ГУ-50 незаметна для корреспондентов. Возможно, все описанное выше хорошо знакомо некоторым читателям. Но, на мой взгляд, не следует слепо повторять любую конструкцию, не ответив для себя на вопросы: что, как и почему.

Описание схемы бестрансформаторный ламповый усилитель.

Бестрансформаторный ламповый усилитель схема на рисунке в тексте довольно проста. “Минусовый” вывод источника высокого напряжения, который подключается контактами К4а реле Rel4 к измерительному прибору М1, измеряющему анодный ток, является общим проводом схемы по постоянному току, а по переменному току этот провод через конденсаторы С5 и С20 соединен с шасси. Все сетки ламп VL1 — VL3 включены параллельно и соединены с общим проводом. Катоды ламп также соединены параллельно, но к общему проводу подключены через вторичную обмотку входного трансформатора Тг2 и резистор R8, который обеспечивает автоматическое смещение. В катодную цепь также включен резистор R7, который предохраняет лампы от прострелов. Аноды ламп соединены параллельно через антипаразитные дроссели, предотвращающие самовозбуждение усилителя на УКВ.

Нагрузкой усилителя является П-кон-тур. Анодное напряжение подается на “холодный” конец П-контура через дроссель Dr2, т.е. применена схема последовательного анодного питания. В такой схеме катушка П-контура находится под напряжением, но зато снижаются требования к анодному дросселю Dr2. Несмотря на то что в окончательном варианте усилителя применяется дроссель, рассчитанный на установку в схему параллельного питания, я пробовал использовать самый простой дроссель индуктивностью 16 мкГн, имеющий рядовую не-секционированную намотку, и эффект был один и тот же — усилитель работал хорошо. В моих конструкциях П-контур всегда тщательно рассчитывается на основе данных об анодном напряжении и токе, рабочем режиме (в данном случае, класс AB) и нагруженной добротности катушки П-контура (Q=12). Раньше расчет проводился вручную, а сейчас компьютер делает такой расчет за секунды. Катушки, естественно, изготавливаются согласно рассчитанным индуктивностям для П-контура с учетом диаметра применяемого каркаса.

В П-контуре усилителя используются обычные конденсаторы переменной емкости от старых ламповых радиоприемников. В конденсаторе С1 пластины прореживают через одну, и из конденсатора емкостью 2×500 пФ получается КПЕ с максимальной емкостью около 135 пФ (при параллельном включении секций). Прореживать пластины в конденсаторе С2 не требуется. Здесь лучше всего использовать строенный КПЕ. КПЕ С1 и С 7 подключены к П-контуру через конденсаторы С2 и С6 и, следовательно, находятся только под ВЧ-напряжением. На низкочастотных диапазонах параллельно каждому КПЕ добавляется емкость (С3, С4, С8, С9). Для переключения диапазонов применяется обычный керамический галетный переключатель (4 галеты, 11 положений). Две галеты, соединенные параллельно, предназначены для переключения отводов катушки индуктивности, а две другие — для подключения добавочных конденсаторов.

Если фазовой провод включен правильно, то при подаче на блок питания сетевого напряжения сразу включится реле Rel2, и переменное напряжение поступит на выпрямители. Если фазовый провод включен неправильно, сработает реле Red, которое своими контактами перекоммутирует “фазу” и “ноль”, установив их в правильное (безопасное для эксплуатации) положение. Сетевое напряжение подается на выпрямители через резисторы R14 — R18, которые ограничивают пусковой ток, обеспечивая “мягкий” пуск. В течение несколько секунд напряжение после этих резисторов возрастает до уровня, при котором включается реле Rel3, которое блокирует цепь “мягкого” пуска. После цепи “мягкого” пуска установлен дроссель Dr1, который препятствует попаданию ВЧ-напряжения из усилителя в сеть переменного тока. Накал лампы и напряжение для низковольтного выпрямителя (D7 — D11 и С37) снимается с трансформатора Тг1. Напряжение на выходе низковольтного выпрямителя — 24 В.

Высоковольтный выпрямитель выполнен по симметричной схеме учетверения напряжения. Он включается сразу после подачи сетевого напряжения, и после “мягкого” пуска на его выходе появляется напряжение 1200 В. Двух контактный двухпозиционный тумблер SW2a,b служит для переключения режима STANDBY. При включенном режиме STANDBY усилитель сохраняет готовность к работе, но не подключен к выходу трансивера, поэтому сигнал “раскачки” через нормально замкнутые контакты Rel5 и Rel6 поступает прямо в антенну. При выключении режима STANDBY срабатывает реле Rel4, и высокое напряжение подключается к общему проводу и к анодной цепи. Одновременно подается напряжение на цепи питания реле Rel5 и Rel6. Переход “прием/передача” осуществляется при замыкании контактов К7 реле Rel7. Для управления этим реле применяется транзисторный ключ Q1. Напряжение для ключа и для реле Rel7 берется от интегрального стабилизатора IS1. Это напряжение должно быть не более 12 В, потому что во всех современных трансиверах линия РТТ имеет потенциал +12В в режиме приема и 0 В — в режиме передачи.

Конструкция и детали бестрансформаторный ламповый усилитель.

В авторском варианте бестрансформаторный ламповый усилитель был размещен в корпусе от генератора Г5-54. Задняя панель сохранена оригинальная, а передняя панель изготовлена новая), из алюминия толщиной 4 — 5 мм. В корпусе при помощи уголков устанавливается горизонтальное шасси. Монтаж бестрансформаторный ламповый усилитель — комбинированный. Часть деталей устанавливается навесным способом, а остальные — на трех платах. На одной плате из стеклотекстолита выполнен высоковольтный выпрямитель, на второй размещены детали цепи “мягкого” пуска, Dr1, конденсаторы С38 и С39, низковольтный выпрямитель, реле Rel3, Rel7 и электронный ключ. На третьей плате установлены трансформатор Тг2, реле Rel5, R7, R8 и конденсатор С17.

Панельки для ламп и реле Rel 1, Rel2 и Rel4, а также КПЕ и трансформатор Тг1 установлены прямо на шасси. На передней панели размещены два стрелочных прибора, переключатель диапазонов, тумблеры “Сеть”, “STANBY” и индикаторные лампочки. На задней панели установлены разъемы ANT, TXRX, PTT, клемма “Земля” и держатели предохранителей F1 и F2. В П-контуре используются две катушки. Катушка L1 для диапазонов 14 — 28 МГц бескаркасная, выполнена проводом 03 мм (лучше всего — посеребренным). Катушка L2 для низкочастотных диапазонов намотана эмалированным проводом 1,5 мм на ребристом керамическом каркасе диаметром 36 мм. Шаг намотки — 2 мм. На шасси установлен проходной керамический изолятор. В какой радиостанции применялся этот изолятор, я не знаю, но можно использовать и самодельный, выточенный из фторопласта (рисунке). Через изолятор проходит шпилька М4, и через шайбы и гайки изолятор крепится к шасси. Снизу шасси на одном конце шпильки присоединяются дроссели Dr3 — Dr5, а на другом конце — “горячий” вывод катушки ВЧ-диапазонов. Другой вывод катушки припаян к переключателю диапазонов. Катушка установлена горизонтально. Катушка НЧ-диапазонов установлена перпендикулярно шасси Анодный дроссель Dr2 установлен сверху шасси, горизонтально, при помощи одного уголка. Моточные данные катушек L1, L2 и анодного дросселя приведены на рисунке.

Дроссель DM намотан на ферритовом кольце М2000 и содержит 25 витков (бифилярная намотка) провода 00,6 мм в ПВХ-изоляции. Согласующий трансформатор Тг2 содержит 11 витков коаксиального кабеля 03,5 мм, намотанных на ферритовом кольце размерами 28x14x8 мм и проницаемостью 200. Репе Rel1, Rel2 и Rel3 — переменного тока (220V/10A), установлены на октальных панельках. Реле Rel3 и Rel5 — RAS-2415 (24V/10A), репе Rel7 — RAS-1215 (12V/10A), Rel6 — 24V/10A

Запуск и настройка бестрансформаторный ламповый усилитель

После сборки платы высоковольтного выпрямителя следует провести тренировку конденсаторов. Выпрямитель включается в сеть переменного тока через электрическую лампу мощностью около 100 Вт. В первый момент лампа должна ярко загореться, а затем медленно погаснуть. Соблюдая меры предосторожности, измеряют напряжение на электролитических конденсаторах. Вначале, наверно, напряжения будут разные, поэтому требуется тренировка конденсаторов. Спустя несколько часов можно убедиться, что напряжения на конденсаторах выровнялись. На этом тренировка конденсаторов заканчивается, и плату можно установить в усилитель.

После окончательного монтажа и его проверки, тренировке подвергаются лампы. Вначале на протяжении суток подается только накальное напряжение. Потом лампы вынимают из панелек и, вставляя их по одной, поочередно, проверяют начальный ток при подаче анодного напряжения (без раскачки). Начальный ток должен быть около 45 мА. Разница начальных токов ламп не должна превышать ±5%. После подбора ламп бестрансформаторный ламповый усилитель включается в холостой режим (без раскачки) на 5 — 6 часов. Такая тренировка гарантирует долгую жизнь ламп, у них не бывает прострелов и голубого свечения в колбах. Если в усилителе установлены катушки П-контура, отличающиеся от тех, что приведены на рис.5, то придется подобрать положение отводов.

При переводе бестрансформаторный ламповый усилитель в режим передачи (без раскачки) анодный ток должен быть около 135 мА. Для раскачки усилителя нужна мощность 25 — 30 Вт, а анодной ток при расстроенном П-контуре должен быть около 700 мА. При настроенном П-контуре в диапазоне 3,5 МГц анодной ток должен быть около 600 мА. В этом режиме усилитель отдает в активную нагрузку мощность 400 — 430 Вт. В диапазоне 7 МГц выходная мощность — около 380 Вт, 14 МГц — 350 Вт, 21 МГц — 300 Вт и 28 МГц — не менее 280 Вт. Сигнал на выходе бестрансформаторный ламповый усилитель осциллографом не проверялся, но корреспонденты не отметили разницы качества сигнала с усилителем и без него. Изменялась только сила сигнала — на 12 —13 дБ (2 балла по шкале S). Прослушивание соседних частот показало, что сплеттеры при использовании усилителя отсутствуют.

На многих тысячах страниц воспета красота лампового звука и для многих, кто вкусил эту необычайную музыкальность и, не побоюсь этого слова, человечность, ламповое звуковоспроизведение стало пожизненной страстью, ибо становится очевидным, что лучшего в звуковоспроизведении нет и не будет.

Но, как показывает суровая практика, далее наступают мучительные годы поисков совершенства, бессонные ночи и опухшие уши. Ведь правильный ламповый аппарат необычайно чувствителен к каждому компоненту и при подборе оных результат чаще всего абсолютно непредсказуем. На моей практике, к примеру, неоднократно случалось отказываться от общепризнанных дорогих разъемов в пользу совершенно безымянных китайских экземпляров, потому что именно этот китайско-марсианский сплав металлов именно в этой схеме давал наиболее волшебный результат!

И особенная головная боль в истории с ламповыми усилителями с трансформаторным выходом возникает в процессе подбора акустики, ибо, как показывает опыт, то, что с одними колонками дает воистину божественный результат, с другими может дать самый отвратительный звук, который вы только слышали. А подбирать колонки, меняя их, как шнуры, согласитесь, не так-то просто.

Но годы идут, и голова седеет, да и лень-матушку никто не отменял. Вот именно на стыке таких полярных соображений и родилась эта схема, предназначенная для тех, кто желает побыстрее начать наслаждаться музыкой, максимально сократив время и мучения на этапе изготовления усилителя.

Кто виноват и что делать?

Как известно ключевым звеном усилителя мощности является выходной трансформатор, от него зависит 50, если не 70 процентов звучания аппарата. Изготовление "высокохудожественного" трансформатора сравнимо с изготовлением скрипки, и это отнюдь не преувеличение. Так что сделать достойный трансформатор в домашних условиях далеко не каждому под силу. К тому же именно сложные и нелинейные амплитудно-частотные и резонансные процессы, возникающие во взаимодействии трансформатора с акустической системой, порождают капризность и сложность подбора пары усилитель-колонки. Хотя, конечно, если такой подбор успешно удался, мы в итоге и получаем этот пресловутый замечательный звук. Попытаемся проанализировать ситуацию: на мой взгляд, ключевым моментом является тот факт, что трансформатор является, по сути, конвертором сопротивлений и позволяет высокоомному ламповому каскаду быть нагруженным на низкоомный динамик, т.е. лампа как бы "чувствует" акустику, что и дает во многом красивый звук. Есть ли у нас возможность обойтись без трансформатора, сохранив при этом данный принцип? Оказывается, есть! Это всем известный эмиттерный повторитель. Он является по сути конвертором сопротивлений, и его входное сопротивление зависит от того, что "делается" в эмиттерной цепи. На базе эмиттерного повторителя и была разработана следующая схема (см. рис. 1).

Описание и параметры

В этой схеме реализован золотой принцип хайэнда – максимальная краткость и простота звукового тракта.

Усилитель напряжения выполнен на триоде и формирует общий характер звучания схемы, далее следует усилитель тока на составном транзисторе, который в данном варианте включения вносит в звук минимально возможную окраску.

При этом лампа-драйвер (половина сдвоенного триода) напрямую нагружена через эмиттерный переход на резистор R3 и нагрузку, исключено даже анодное сопротивление. Однотактный выходной каскад работает в жестком режиме А (ток покоя 1,25 А, в виде тепла рассеивается 27 Вт). Усилитель охвачен мягкой и неглубокой обратной связью за счет падения напряжения на резисторе R2.

В итоге мы получаем весьма благородное, свойственное ламповым усилителям, звучание при практически максимальной простоте и дешевизне изготовления. Звук этого совсем не сложного усилителя можно охарактеризовать как прозрачный, детальный, теплый, с хорошо прорисованной панорамой и весьма динамичный. При этом, благодаря транзисторной "всеядности", практически исключаются сложности с подбором акустики. Это и стало причиной опубликовать эту схему: я надеюсь, что многие новички (и не только) в сфере лампового звука смогут благодаря ей получить красивое и благородное звучание при минимальных усилиях и затратах.

Рассчитан усилитель на нагрузку 8 Ом. Выходная мощность около 8-ми Вт на канал, в зависимости от характера музыкального произведения и того уровня гармоник, который на ваше ухо еще воспринимается, как художественный. Этой мощности оказывается вполне достаточно для домашнего звукового комплекса. Чувствительность – 0,6 В, что отлично подходит к большинству современных источников сигнала. Частотная характеристика очень линейна и снизу ограничивается лишь емкостью С1, при указанном номинале мы получаем нижнюю частоту воспроизведения около 5-ти Гц, что опять же выигрыш по сравнению с трансформаторным выходом. Хочу пояснить: здесь и далее в отношении вроде бы строгих технических характеристик я часто буду говорить "примерно" и "около" – это связано с тем, что на самом деле субъективное восприятие звука часто очень сильно отличается оттого, что мы видим на приборах. И так как финальный пользователь данной конструкции человек, а не осциллограф, то и измерять многие величины мы будем человеком и настраивать схему под человека.

Детали и конструкция

Данная схема обладает классической ламповой чувствительностью к компонентам! Поэтому к их подбору рекомендую отнестись серьезно. Начнем с регулятора громкости – как известно, это весьма критический и сложный узел, благодаря плохому переменному резистору мы можем значительно потерять прозрачность и глубину звука! Если у вас нет возможности или желания использовать такие вещи, как ALPS или Riken Ohm, пусть это будет хотя бы тщательно отобранный и приведенный в порядок советский СП3 максимальной мощности, и не забудьте почистить скользящие металлические контакты, обеспечивающие соединение ползунка с выводом резистора! Главное – не ставить дешевые современные импортные резисторы. Очень хороший вариант – сделать ступенчатый регулятор на основе советского многопозиционного переключателя с посеребренными контактами, благо их легко достать на радиорынках. Схема такого регулятора приведена на рис. 2.

При проектировке данного регулятора ставилась задача получить максимальное качество.

И действительно, в цепи источник – сетка лампы всего один резистор и ни одного контакта, в цепи сетка – земля один резистор и один контакт. Правда, в итоге мы имеем изменяющееся от 17,3 до 29,5 кОм входное сопротивление усилителя, но для большинства современных источников сигнала это абсолютно приемлемо. Если необходимо получить большее входное сопротивление, например, для подключения к ламповому источнику, пропорционально увеличьте номиналы всех резисторов на требуемую величину.

Сдвоенный переключатель должен быть с перемыканием соседних контактов в момент коммутации (иначе при переключении на малых громкостях будут неприятные броски громкости), его, конечно, тоже необходимо тщательно почистить и привести в порядок (посеребренные контакты необходимо чистить ученической резинкой, ни в коем случае не используйте лезвие или надфиль!).

Постоянные резисторы двухваттные, вполне подойдут МЛТ. Не поленитесь для левого и правого канала регулятора отобрать резисторы максимально близких номиналов! Монтировать их нужно прямо на переключателе.

Регулятор громкости рекомендую делать сдвоенным – это гораздо удобнее в эксплуатации, а возможность регулировать баланс в современной качественной системе, как показывает практика, вещь не нужная.

R3 – проволочный 20-ти ваттный, и учтите, что он будет значительно нагреваться!

R2 – двухваттный, можно составной (параллельно 1 Ом + 1 Ом МЛТ-2), любители "бархатности" звука могут попробовать угольные ВС. Меняя сопротивление R2 в пределах 0,2. 1,2 Ома, мы будем получать различную глубину обратной связи и, соответственно, различный коэффициент усиления и уровень гармоник. Уменьшая сопротивление, мы будем получать большую чувствительность и более "теплый" и "жирный" звук, увеличивая – меньшую чувствительность и большую прозрачность.

Лампу VL1 рекомендую подыскать 60-70-х годов, при этом есть смысл послушать как простой, так и ЕВ вариант 6Н23П, они звучат по- разному. Любители особой прозрачности и легкости звучания могут попробовать ЕСС88 (цоколевка та же), в частности, старые Tesla или RFT с позолоченными ножками будут очень хороши. Лампу необходимо выбрать с низким внутренним сопротивлением так, чтобы на эмиттере VT1 было напряжение 10. 12,5 В.

Составные транзисторы VT1 могут быть с любой буквой, желательно отобранные по максимальному коэффициенту передачи. КТ825 советских времен дают, на мой взгляд, более прозрачный звук, современные – более бархатистый. Можете попробовать сделать составной транзистор самостоятельно; к примеру, интересное, более мягкое звучание дает пара КТ3107И + КТ816, а большую прозрачность даст КТ3107И + КТ818 (в этом случае нужно будет подобрать лампу с большим внутренним сопротивлением, в крайнем случае, возможно, придется добавить анодный резистор). Транзистор размещается на радиаторе площадью не менее 1000 см2! Лучше не использовать электрическое изолирование транзисторов от радиатора, а разместить их на раздельных радиаторах, изолированных друг от друга и от корпуса.

С1 и С2 желательно зашунтировать неполярными конденсаторами емкостью около 1 мкФ, из наших рекомендую попробовать МБГЧ, МБГП, МБМ, КБГ – звук будет разным, и вы сможете подстроить его согласно личным пристрастиям. Особенно это резонно, если вы используете дешевые импортные электролиты. Можете попробовать отечественные электролиты советских времен, в некоторых случаях они звучат весьма интересно.

Дроссель фильтра питания L1 содержит не менее 300 витков провода 0,3. 0,5 мм, намотанных на железе от сетевого трансформатора габаритной мощностью 10. 20 Вт. Отличный вариант – сгоревший трансформатор от китайского магнитофона, намотанный до заполнения. Сопротивление дросселя постоянному току 1-2 Ома.

При расчете и изготовлении сетевого трансформатора учтите падение напряжения под нагрузкой! В итоге мы должны получить на верхнем контакте R3 напряжение около 22 В. "Ленивый" вариант – приобрести готовый трансформатор -10+10 В * 3 А и питать накал лампы через гасящий резистор 11,3 Ом * 2 Вт.

Диодный мост на ток 10-20 А.

Настоятельно рекомендую сначала собрать усилитель в макетном варианте со всеми предполагаемыми деталями, разъемами, проводами и припоем и отстроить его, подобрав лампу по внутреннему сопротивлению и, добившись подбором компонентов желаемого звучания, лишь затем собрать его окончательно в корпусе!

Рекомендуемый окончательный монтаж следующий (см. рис. 3).

Детали размещаются как на принципиальной схеме, по ходу сигнала с минимальной запутанностью. Монтаж навесной, максимально используются выводы самих деталей, монтажный провод 1. 1,5 мм в сечении, соединения минимальной длины. Провода накала следует скрутить вместе. Общие провода все сходятся в одной точке, расположенной рядом с С2, там же происходит заземление корпуса. Через корпус никакие токи течь не должны! Лампу VL1 можно припаять, исключив потери качества в панельке и контактах, при анодном напряжении в 12 В менять вам ее придется очень и очень не скоро.

Хороший вариант – разместить входные разъемы на передней панели рядом с R1 и VL1, а вот сетевой выключатель, наоборот, отодвинуть подальше, на заднюю панель.

VT1 и R3 должны иметь хорошую вентиляцию, т.к. в сумме на двух каналах будет выделятся в виде тепла около 60 Вт; хорошо их вынести наружу, например, на верхнюю панель, придав усилителю "винтажный" вид.

Так как главная отладка произошла у нас на макете, то настройка готового усилителя сводится к контролю напряжения на эмиттерах VT1′ и VT2" (мы должны получить требуемые 10. 12,5 В). Проконтролируйте, чтобы усилитель не "гудел" и не возбуждался: если усилитель "гудит", проверьте правильность развода земли, экранировку и изолируйте входные разъемы от корпуса. В случае самовозбуждения на высоких частотах включите сетки VL1 через фильтры-пробки, состоящие из 15-ти витков монтажного провода, намотанных на небольших ферритовых кольцах. Сбалансировать каналы по коэффициенту усиления, в случае ощутимого разброса между триодами лампы, можно подбором резисторов R2, рекомендую использовать естественный разброс между экземплярами, а не довешивать дополнительные резисторы.

Напоследок любителям "жирности" звучания рекомендую попробовать зашунтировать R2 емкостью в 4700 мкФ, исключив обратную связь, при этом в несколько раз возрастет чувствительность усилителя и немного упадет выходная мощность. Так же скажу, что на основе этой схемы можно создать превосходный усилитель для наушников, сделав номинал R3 равным внутреннему сопротивлению оных и пересчитав соответствующим образом R2, а так же все токи и мощности.

Наибольшие искажения возникают в выходном каскаде усилителя, причем основной причиной искажений является выходной трансформатор.

Выходной трансформатор ограничивает диапазон воспроизводимых усилителем частот как со стороны низких, так и со стороны высоких частот. В предварительных каскадах УНЧ нелинейные искажения невелики в связи с малыми уровнями сигнала, а частотные искажения могут быть значительно снижены правильным выбором элементов усилителя.

Для расширения частотной характеристики в сторону низших частот требуется значительное увеличение индуктивности первичной обмотки трансформатора, однако при этом возникает индуктивность рассеивания, ограничивающая частотный диапазон в области высших частот. Зависимость величины магнитной проницаемости материала сердечника трансформатора от величины тока через обмотки приводит к нелинейным искажениям воспроизводимого сигнала.

Одним из основных способов уменьшения как частотных, так и нелинейных искажений является отрицательная обратная связь (ООС). Однако беспредельно увеличивать глубину ООС нельзя, так как наличие фазовых искажений на крайних частотах уменьшает стабильность работы усилителя и может даже привести к его самовозбуждению. Для улучшения фазовой характеристики усилителя стараются исключить из него элементы, создающие фазовые сдвиги. Одним из таких элементов и является выходной трансформатор.

Если еще учесть, что выходной трансформатор является довольно дорогостоящей в производстве деталью, то становится понятным стремление конструкторов к созданию схем выходных каскадов УНЧ без выходных трансформаторов. При использовании громкоговорителей с сопротивлением звуковой катушки 5-10 Ом осуществить бестрансформаторный выход довольно трудно, так как для получения выходной мощности порядка 5-10 Вт выходные лампы должны обеспечивать ток через нагрузку около 1-1,5 А.

Создание таких ламп представляет довольно трудную задачу, поэтому более удачным решением оказалось увеличение сопротивления звуковой катушки громкоговорителя до 400-800 Ом и создание выходных каскадов, обеспечивающих согласование с такими громкоговорителями. Наибольшее распостранение получил так называемый последовательный двухтактный каскад, описание которого приведено ниже.

Рис. 1: а) обычный двухтактный усилитель б) двухтактный усилитель с параллельно включенными частями нагрузки; в) последовательный двухтактный усилитель

В обычной двухтактной схеме (рис.1а) нагрузка Rн состоит из двух частей, включенных последовательно.

Если использовать в качестве нагрузки высокоомную звуковую катушку громкоговорителя, то она должна иметь сопротивление Rн, вывод от средней точки и, кроме того, должна быть изолирована от корпуса усилителя. Части нагрузки, имеющие сопротивление Rн/2 каждая, могут быть включены и параллельно (рис.1б).

Очевидно, что в этом случае результирующее сопротивление нагрузки будет равно Rн/4. Вывод от средней точки катушки становится ненужным. Недостатком схемы рис.1б является необходимость иметь два отдельных источника анодного питания. Поскольку постоянные составляющие анодного тока через обе лампы равны, то источники питания могут быть объединены (рис.1в).

Так как в этом случае через нагрузку протекают только переменные составляющие анодных токов ламп, то она может быть включена через разделительный конденсатор и один вывод ее может быть заземлен. Усилитель по схеме рис.1в и представляет собой последовательный двухтактный каскад, который имеет следующие преимущества перед обычным двухтактным каскадом: приведенное сопротивление нагрузки оказывается в четыре раза меньше, не нужен вывод от средней точки нагрузки, один из концов нагрузки может быть заземлен. Эти достоинства облегчают применение высокоомных громкоговорителей в качестве нагрузки.

Недостатком последовательного двухтактного каскада является необходимость удвоенного напряжения анодного питания, так как по постоянному току лампы включены последовательно. Поэтому, чтобы осуществить бестрансформаторный усилитель с обычным напряжением источника питания 250-300 В, необходимо иметь лампы, которые при низком анодном напряжении 100-150 В имели бы малое внутреннее сопротивление и отдавали достаточную мощность.

Из выпускаемых нашей промышленностью ламп в бестрансформаторных усилителях может быть использована лампа 6П18П. Последовательный двухтактный каскад, собранный на этих лампах при напряжении источника питания 310 В, отдает мощность порядка 6-8 Вт и согласовывается с нагрузкой, имеющей сопротивление около 800 Ом. При намотке звуковых катушек громкоговорителей проводом диаметром 0,05 мм можно получить сопротивление звуковой катушки порядка 300-400 Ом.

Так как современные усилители НЧ, как правило, используют систему из нескольких громкоговорителей, то сопротивление звуковой катушки громкоговорителя такой величины оказывается в большинстве случаев достаточным. Ниже приводится таблица параметров отечественных высокоомных громкоговорителей для бестрансформаторных схем. Громкоговорители отличаются от аналогичных низкоомных только моточными данными звуковой катушки, которая при необходимости может быть изготовлена самим радиолюбителем.

Особенность двухтактного последовательного каскада является то, что если для обычного двухтактного каскада, при отсутствии сигнала, напряжения на анодах равны, а токи ламп могут несколько отличаться, то для последовательного двухтактного каскада в начальной рабочей точке токи ламп равны, а анодные напряжения могут отличаться друг от друга.

Рис. 2. Схема усилителя без фазоинверсного каскада. Мощность 2 Вт

Предварительный усилитель выполнен на лампе 6Н2П и имеет раздельные плавные регуляторы тембра. Как видно из схемы, усилитель не содержит специального фазоинверсного каскада. Напряжение возбуждения подается только на лампу Л3, а на лампе Л2 это напряжение образуется за счет падения напряжения на сопротивлении R22. Выбранная величина этого сопротивления 180 Ом обеспечивает симметричную работу обеих ламп. Усилитель охвачен ООС глубиной 19 дБ, напряжение которой подается с нагрузки усилителя в цепь катода предоконечного каскада через сопротивление R18.

Низкое выходное сопротивление усилителя 90 Ом достаточно хорошо демпфирует акустическую систему. Выходная мощность усилителя 2 Вт при коэффициенте нелинейных искажений около 1,5%. Чувствительность усилителя 230 мВ, среднее звуковое давление, развиваемое акустической системой, более 10 бар.

Рис. 3. Частотная характеристика усилителя, приведенного на рис. 2:

Недостатком усилителя без фазоинвертора является несимметричность напряжений, поступающих на сетки оконечных ламп, так как на управляющую сетку лампы Л2 поступает напряжение с нелинейными искажениями, возникшими в лампе Л3. В результате не происходит характерной для двухтактного каскада компенсации четных гармоник. Кроме того, такой усилитель может работать только в классе А.

В усилителе применены два низкочастотных громкоговорителя типа 2ГД-6 (Гр1 и Гр2) и два высокочастотных – типа 1ГД-17 (Гр3 и Гр4). Полное сопротивление нагрузки на частоте 1000 Гц равно 960 Ом.

Рис. 4. Усилитель двухканальный безтрансформаторный. Мощность: 6 Вт

Рис. 5. АЧХ усилителя приведенного на рис.4:

Выходная мощность на канал 6 Вт, при КНИ 1%. Чувствительность 0,2 В. В усилителе применены НЧ динамики – пара 5 ГД-16, а в качестве ВЧ – три ВГД-2.

Некоторые трудности в бестрансформаторных усилителях вызывает питание экранной сетки верхней (по схеме) лампы. Для получения пентодного режима экранная сетка должна быть по переменному току замкнута на катод (через конденсатор С13). Однако при этом сопротивление R23 оказывается включенным (по переменному току) параллельно нагрузке и на нем бесполезно рассеивается часть выходной мощности. Увеличение сопротивления R23 уменьшает постоянное напряжение на экранной сетке, в результате чего уменьшается мощность, отдаваемая лампами.

Компромиссной оказывается величина 6,8 кОм, которая, с одной стороны, обеспечивает достаточно высокое постоянное напряжение на экранной сетке и, с другой стороны, не приводит к заметным потерям мощности. Вместо сопротивления R23 может быть включен низкочастотный дроссель, который обладает большим сопротивлением переменному току и малым – для постоянного тока. Однако это усложняет усилитель и не всегда может быть рекомендовано.

На схеме (рис.4) показана схема более совершенного безтрансформаторного усилителя. Усилитель выполнен по двухканальной схеме.

Рис. 6. Безтрансформаторный усилитель мощностью 7 Вт.

ПОС в усилителе осуществлена подачей части напряжения из катодной цепи Л1б в цепь катода Л1а через сопротивление R7. Напряжение ООС подается с выхода усилителя в цепь катода Л1а через сопротивление R11. Между анодом фазоинвертора и управляющей сетки лампы выходного каскада Л2 осуществлена связь по постоянному току. Величина отрицательного смещения на управляющей сетке этой лампы определяется разностью между напряжением на катоде и напряжением, снимаемым на управляющую сетку с делителя R8, R13.

Рис. 7. АЧХ усилителя по схеме на рис.6:

Частотная характеристика усилителя прямолинейна от 20 Гц до частот свыше 100 кГц, что является характерным для бестрансформаторных усилителей. При выходной мощности 7 Вт нелинейные искажения не превышают 0,5%. Все это обеспечивает воспроизведение всего звукового диапазона частот практически без искажений.

Рис. 8. Зависимость КНИ от выходной мощности:

В заключение следует отметить, что бестрансформаторные усилители, построенные по последовательной двухтактной схеме, могут как и обычные трансформаторные двухтактные усилители работать не только в классе А, а также в классах АВ и В.

Так, например, для работы в режиме, близком к классу В, в схеме на рис.3 нужно исключить R17C12 и, отключив R13 от корпуса, подать через него на управляющую сетку Л3 отрицательное смещение порядка 15 В от постороннего источника. При этом будет достигнут дополнительный выигрыш в мощности 10-20%. К выходу усилителя подключаются два, последовательно соединенных громкоговорителя 5ГД-16.

Автор: Кононович Л. (по материалам журнала “Радио” №6/1959 год)

Бестрансформаторный ламповый усилитель на 6с19п

 

Бестрансформаторный ламповый усилитель

 

Давно мечтал послушать, как звучит бес трансформаторный ламповый усилитель, включенный напрямую в высокоомный динамик, исключив незыблемые для ламповой техники выходные трансформаторы или дорогие электролитические конденсаторы. Выходные трансформаторы обычно являются «камнем преткновения» и на их изготовление у радиолюбителя, решившегося построить ламповый усилитель уходит уйма времени. Фирменные выходные трансформаторы для лампового усилителя стоят дорого, особенно если они от какого-нибудь трансформаторного «Гранда» типа «Tango», «Tamwra» и т.д. не каждый может себе их позволить. А правильно намотать выходной трансформатор с секционированием или галетным способом очень трудоемко и зачатую непонятно, как это сделать. Руководства по намотке выходных трансформаторов обычно привязаны к определенной схеме и выходной лампе и даются авторами в довольно произвольной трактовке. В итоге, намотка выходного трансформатора – это наиболее муторная и затратная по времени и деньгам эпопея в создании качественного лампового усилителя. По этой причине радиолюбители на выходные трансформаторы поголовно ругаются и очень не любят их делать.

Работа началась «с конца» с разработки и воплощения в железе полноценного высокоомного широкополосного динамика. Нижеследующий материал – дополнение «усилительной частью» высокоомных динамических головок, которые я делаю мелкими сериями уже больше двух лет. Предлагаю Вам не очень развернутый, но полезный материал про мои без трансформаторные усилители к циклу статей по разработке и испытаниям высокоомных динамиков. Ссылки по теме найдете в конце статьи.

 

Разновидности без трансформаторных схем

 

В интернете есть большое количество схем бестрансформаторных ламповых усилителей. Две их основные разновидности: 1. Включение нескольких ламп с низким внутренним сопротивлением параллельно и работа на обычные низкоомные динамики. 2 Применение широко распространенных ламп и работа их на специальные высокоомные динамически громкоговорители.

Оба варианта без трансформаторных усилителей применяются достаточно редко т.к. номенклатура ламп с низким внутренним сопротивлением очень узкая, из советских их всего три: 6с-33с, 6с-18с и 6с19п (они разработаны для стабилизаторов напряжения). Как вариант – можно применить мощную лампу строчной развертки телевизоров 6п-45с, которая имеет тоже относительно низкое внутреннее сопротивление. Если применять лампы с низким внутренним сопротивлением, то их нужно соединять по несколько штук в параллель. Плюс обязательна схема усилителя – «циклотрон», как имеющая минимальное выходное сопротивление.

Основные лампы для безтрансформаторных усилителей это 6с33с и 6с18с. Внутри баллона каждой из них находится по два мощных триода с плоскими, хорошо развитыми анодами. За счет близкого расположения катода, сетки и анода, которые имеют большую площадь поверхности, внутреннее сопротивление лам беспрецедентно низкое. К сожалению низкое внутреннее сопротивление ламп 6с33с и 6с18с это почти единственное их преимущество. Спец лампы, предназначенные для стабилизаторов напряжения имеют малую крутизну и невысокий коэффициент усиления. ити подогревателей этих ламп рассеивают большую мощность, за счет чего КПД усилителя на 6с33с и 6с18с получается заметно ниже, чем у усилителей на обычных высоковольтных лампах.

 

Схема

 

Основа схемотехники без трансформаторного лампового усилителя почти стандартна. Входной каскад собран на распространенном «звуковом» двойном триоде с высоким усилением 6н-2п. Чтобы поднять усиление первого каскада, пришлось повысить его анодное напряжение почти до максимума (по даташиту) лампы 6н2п. По этой же причине пришлось увеличить номинал резисторов утечки выходного двухтактного каскада. В таком режиме внутреннее сопротивление Ri каждого триода лампы 6н2п примерно в три раза меньше сопротивления анодных резисторов, что делает дифкаскад максимально линейным. Катоды дифкаскада «подперты» генератором тока на «звуковом» германиевом транзисторе МП38А. Генератор стабильного тока на МП38А имеет выходное сопротивление больше 1 Мом, что без дополнительных мер позволяет получить максимально равные напряжения на выходе плеч дифференциального каскада. Германиевый источник тока повышает линейность дифкаскада и снижает его чувствительность к пульсациям питающего напряжения.

Двухтактный выходной каскад собран на высоколинейных пальчиковых триодах 6с19п, применяемых обычно в стабилизаторах напряжения. Каждое плечо выходного каскада имеет отдельный изолированный источник питания с низким внутренним сопротивлением. Для питания первого каскада применены два независимых выпрямителя с выходными напряжениями + 420 и -145 Вольт. Итого – бестрансформаторный ламповый усилитель содержит 6 независимых источников питания для стерео-варианта. В цепях серок триодов 6с19п установлены два делителя, служащих для балансировки выходного каскада. Одним резистором на выходе подстраивается «нуль», вторым устанавливается ток покоя выходного каскада. Нуль на выходе и ток покоя схема держит «железно».

При входном напряжении 2,3 В выходная мощность (с двумя лампами 6с19п) составляет 5,5 Вт на нагрузке 510 Ом. Чувствительность несколько ниже, чем принято и это можно считать небольшим недостатком данного бес трансформаторного усилителя.

 

Звучание

 

Звук у бестрансформаторной схемы оказался весьма интересным. Поразила высокая детальность, совершенно не характерная для ламповых трансформаторных аппаратов. Она была скорее, как у транзисторного усилителя, но с ламповой теплотой. Я объясняю это высоким быстродействием данной схемы и ее сверх широкой полосой пропускания. Возможно свой эффект дает малая, по сравнению с традиционным выходным трансформатором - индуктивность высокоомного динамика. На осциллографе фронты меандра практически не режутся до частоты 80 КГц.

Особенно хорошо широкая полоса заметна на одновременном звучании нескольких инструментов, дающих плотный высокочастотный спектр: тарелок, литавр, духовых и др. Инструменты звучат отдельно и не смешиваются в кучу, что не редко бывает у трансформаторных усилителей. Хороший плотный низ, и это при всего 5-ти Ваттах на выходе! Удивительно… Уровень интермодуляционных искажений оказался значительно ниже уровня гармонических, что редкость для ламповых схем. (Графики искажений приведены на фото). Усилитель оказался «всеядным», он одинаково хорошо играет музыку любого жанра, а количество «вкусных» ламповых гармоник очень умеренное и внимание особо не привлекает.

 

P.S. Для тех кто слушать любит, а паять не очень я могу изготовить такой бестрансформаторный усилитель на заказ. В комплект к нему можно включить либо высокоомные динамики на базе 10ГД-36, либо винтажные высокоомные Филлипсы 60-х годов на Ваш выбор - в оформлении или без.

 

Ссылки по теме

 

 

Ламповый бестрансформаторный УМ (окончание) - Радиопередатчики - Радиосвязь


Конструкция и детали

В авторском варианте усилитель был размещен в корпусе от генера­тора Г5-54. Задняя панель сохране­на оригинальная, а передняя панель изготовлена новая (рис.2), из алюми­ния толщиной 4 — 5 мм.

 В корпусе при помощи уголков устанавливает­ся горизонтальное шасси (рис.3). Монтаж усилителя — комбинирован­ный. Часть деталей устанавливается навесным способом, а остальные — на трех платах. На одной плате из стеклотекстолита выполнен высоко­вольтный выпрямитель, на второй размещены детали цепи "мягкого" пуска, Dr1, конденсаторы С38 и С39, низковольтный выпрямитель, реле Rel3, Rel7 и электронный ключ. На третьей плате установлены транс­форматор Тг2, реле Rel5, R7, R8 и конденсатор С17.

Панельки для ламп и реле Rel1, Rel2 и Rel4, а также КПЕ и трансфор­матор Тг1 установлены прямо на шасси. На передней панели разме­щены два стрелочных прибора, пе­реключатель диапазонов, тумблеры "Сеть", "STANBY" и индикаторные лампочки. На задней панели установ­лены разъемы ANT, TXRX, РТТ, клем­ма "Земля" и держатели предохрани­телей F1 и F2.

В П-контуре использу­ются две катушки. Ка­тушка L1 для диапазо­нов 14 — 28 МГц бес­каркасная, выполнена проводом д. 3 мм (лучше всего — посеребрен­ным). Катушка L2 для низкочастотных диапа­зонов намотана эмали­рованным проводом д. 1,5 мм на ребристом керамическом каркасе диаметром 36 мм. Шаг намотки — 2 мм.

На шасси установлен проходной керамичес­кий изолятор. В какой радиостанции приме­нялся этот изолятор, я не знаю, но можно ис­пользовать и самодельный, выточенный из фторопласта (рис.4).

 Через изолятор прохо­дит шпилька М4, и че­рез шайбы и гайки изо­лятор крепится к шасси. Снизу шасси на одном конце шпильки присое­диняются дроссели Dr3 — Dr5, а на другом кон­це — "горячий" вывод катушки ВЧ-диапазонов. Другой вывод ка­тушки припаян к пере­ключателю диапазонов. Катушка установлена горизонтально. Катуш­ка НЧ-диапазонов установлена перпендикулярно шасси. Анодный дроссель Dr2 установлен сверху шасси, горизонтально, при по­мощи одного уголка. Моточные дан­ные катушек L1, L2 и анодного дрос­селя приведены на рис.5.

Дроссель Dr1 намотан на ферритовом кольце М2000 и содержит 25 витков (бифилярная намотка) прово­да 0,6 мм в ПВХ-изоляции. Согла­сующий трансформатор Тг2 содер­жит 11 витков коаксиального кабеля 3,5 мм, намотанных на ферритовом кольце размерами 28x14x8 мм и про­ницаемостью 200.

Реле Rel1, Rel2 и Rel3 — перемен­ного тока (220V/10A), установлены на октальных панельках. Реле Rel3 и Rel5 — RAS-2415 (24V/10A), реле Rel7 — RAS-1215 (12V/10A), Rel6 — 24V/10A

Запуск и настройка

После сборки платы высоковольт­ного выпрямителя следует провести тренировку конденсаторов. Выпря­митель включается в сеть перемен­ного тока через электрическую лам­пу мощностью около 100 Вт. В пер­вый момент лампа должна ярко за­гореться, а затем медленно погас­нуть. Соблюдая меры предосторож­ности, измеряют напряжение на электролитических конденсаторах. Вначале, наверно, напряжения будут разные, поэтому требуется трениров­ка конденсаторов. Спустя несколько часов можно убедиться, что напря­жения на конденсаторах выровня­лись. На этом тренировка конденса­торов заканчивается, и плату можно установить в усилитель.

После окончательного монтажа и его проверки, тренировке подверга­ются лампы. Вначале на протяжении суток подается только накальное на­пряжение. Потом лампы вынимают из панелек и, вставляя их по одной, поочередно, проверяют начальный ток при подаче анодного напряжения (без раскачки). Начальный ток дол­жен быть около 45 мА. Разница на­чальных токов ламп не должна пре­вышать +5%.

После подбора ламп усилитель включается в холостой режим (без раскачки) на 5 — 6 часов. Такая тре­нировка гарантирует долгую жизнь ламп, у них не бывает прострелов и голубого свечения в колбах. Если в усилителе установлены ка­тушки П-контура, отличающиеся от тех, что приведены на рис 5, то при­дется подобрать положение отводов. При переводе усилителя в режим пе­редачи (без раскачки) анодный ток дол­жен быть около 135 мА. Для раскачки усилителя нужна мощность 25 — 30 Вт, а анодной ток при расстроенном П- контуре должен быть около 700 мА. При настроеном П-контуре в диапазо­не 3,5 МГц анодной ток должен быть около 600 мА. В этом режиме усили­тель отдает в активную нагрузку мощ­ность 400 — 430 Вт. В диапазоне 7 МГц выходная мощность — около 380 Вт, 14 МГц — 350 Вт, 21 МГц — 300 Вт и 28 МГц — не менее 280 Вт.

Сигнал на выходе усилителя осцил­лографом не проверялся, но коррес­понденты не отметили разницы каче­ства сигнала с усилителем и без него. Изменялась только сила сигнала — на 12 — 13 дБ (2 балла по шкале S). Про­слушивание соседних частот показа­ло, что сплеттеры при использовании усилителя отсутствуют.

К.Драндаров LZ2ZK г.В.Тырново 

Легендарные усилители: «холод» ламп без трансформатора, DIY-компиляции, десятилетия мучений с классом «Д» - Обзоры и статьи

Как мы и обещали, продолжаем цикл о легендарных усилителях прошлого и настоящего. На этот раз мы опишем непростую судьбу УМЗЧ класса D, оригинальные разработки в области ламповой схемотехники, не обойдём стороной и DIY-наборы для тех чьи руки выросли из туловища.

Futterman h4 OTL – нужно просто выбросить выходной трансформатор

Начнём по традиции с самой «тёплой» в ламповом отношении эпохи, с 50-х в США, где в губернском городе Нью-Йорке, изобретатель Юлиус Футтерман (Julius Futterman) разработал один из наиболее оригинальных ламповых усилителей своего времени. В 1954-м на свет появился ламповый УМЗЧ Futterman h4 OTL, особенностью которого стало отсутствие выходного трансформатора.

В оригинальной схемотехнике усилителя Футтермана катодный резистор фазоинвертора соединялся не с землей, а с выходом усилителя. 100%-ная ООС катодного повторителя Futterman h4 OTL компенсировалась 100%-ной ПОС через катодный резистор фазоинвертора. Интересно, что уникальную для того времени (и высоко оцененную потомками) схему разработал не профессиональный инженер, а радиолюбитель-самоучка.

Причиной необходимости в оригинальном решении было то, что около 30-35 % себестоимости ламповых усилителей тех лет приходилась на выходной трансформатор. Что было крайне существенным фактором, учитывая, что первые усилители производились вручную.

Благодаря конструкторскому решению цена усилителя стала немногим выше стоимости наборов для самостоятельной сборки и составила около $ 180 – 200, что сегодня с учетом инфляции является эквивалентом $ 1600 — 1800. Помимо существенного удешевления продукта инновация избавила УМЗЧ от (так любимой некоторыми аудиофилами и гитаристами) характерной «тёплой» окраски звука.

Следует отметить, что сравнительно небольшая стоимость усилителя соседствовала с почти уникальными для того времени характеристиками.

Судите сами:

  • Диапазон воспроизводимых частот: 7 Гц (!) до 55 кГц
  • RMS: 90 Вт
  • IMD: 0,1 % (1 Вт, 1 Ом)
  • Коэффициент гармоник: 0,1%
  • Выходное сопротивление: 0,6 Ом

Интересно, что идеальной акустической системой для работы с этим усилителем считались электростатические колонки Quad ESL 57, созданные в 1957 году.

Футтерман запатентовал устройство, а лицензии продал нескольким американским компаниям в 1961-м году. Лицензионные усилители по схеме Футермана производились до начала 70-х годов и стоили значительно дороже оригинала. На протяжении 60-х и 70-х изобретатель совершенствовал схемотехнику ламповых усилителей.

В 1984 году, уже после смерти Футермана, компанией New York Audio Labs был выпущен, разработанный при его участии, один из самых дорогих усилителей своего времени (для электростатических акустических систем), стоявший $12 000 (около $26 000 сегодня с учетом инфляции). Среди сравнительно свежих разработок, использующих наследие Футтермана, можно выделить оригинальное устройство итальянца Андреа Циуффоли (схема приведена ниже).

Heathkit amps — DIY для меломана и музыканта

Heathkit — одни из передовиков ламповых конструкторов для любителей канифольной дымки. Компания, основанная в 40-е, приобрела популярность в 60-е, на волне интереса к самостоятельной сборке устройств. Фактически все продукты компании стали культовыми в среде людей увлеченных DIY. В отличие от Dynaco, Heathkit создавали многоцелевые конструкторы, с различными наборами шасси и радиодеталей.

Комплекты и модели менялись достаточно часто, что также существенно рознит эти устройства с «макинтошем для бедных». Пик популярности наборов Heathkit приходится на середину 60-х, когда приобретение качественного усилителя предполагало затраты сравнимые со стоимостью среднего автомобиля.

Все деревянные детали (набор ручек, шасси и т.п.) входили в базовую комплектацию. Гитарные варианты heathkit иногда предполагали включение дополнительных бонусов: излучателей и деталей корпуса для создания комбо. Интересно, что для создания гитарных наборов компания активно применяла транзисторные схемы. Такой подход был не слишком популярен в 60-х (теплый ламповый тренд в гитарном усилении был силён), но позволял приобрести дешевое гитарное оборудование небогатым начинающим музыкантам.

В зависимости от назначения устройства, пользователь волен был выбрать тот или иной комплект. Например, были наборы для гитарного усиления, воспроизведения музыки, в том или ином наборе разнилась мощность УМЗЧ. Характеристики устройства приводить смысла не имеет, так как они разнятся в зависимости от конкретной модели, при этом подавляющее большинство авторов сходятся на том, что эти усилители вполне соответствовали HI-fi классу, а гитарные комбо Heathkit составляли конкуренцию аналогичным моделям Fender и VOX того периода.

Класс D: КПД vs искажения

Легендарными в среде инженеров считаются усилители класса D, попытки создать которые начались ещё в 50-х. Сама идея УМЗЧ с импульсным управлением, выходными лампами приписывается 2-м авторам, нашему соотечественнику Дмитрию Васильевичу Агееву (1951 год) и Алеку Ривзу из Соединенного Королевства (1951 год). Однако, говорить о том, что инновационные концепции смелых инженеров мгновенно стали широко востребованными на рынке не приходится.

Д.В. Агеев

Внезапно начавшаяся эра транзисторов для попыток создания годного УМЗЧ class D не привела к ожидаемым результатам. «Принцип неисчерпаемых возможностей КПД», заложенный советским инженером Агеевым и его британским коллегой, долгое время оказывался неприступным даже для специалистов таких компаний как SONY, PHILIPS, Marantz, Matsusita Electric. Вплоть до 80-х ничего прилично звучащего и коммерчески успешного в классе D создать не удавалось. Ситуация поменялась к середине 80-х, когда на рынке радиодеталей появились МДП-транзисторы.

Известно, что в режиме D импульс приобретает почти прямоугольную форму, так как транзистор либо заперт, либо открыт. А сопротивление открытого канала современных силовых МПД-транзисторов совсем небольшое (от единиц до десятков миллиОм). Благодаря этому, построенный на основании этих элементов усилитель класса D способен работать практически без потерь мощности. КПД таких усилителей класса D составляет около 90 — 95 %.

Не смотря на ограниченную популярность, усилители D-класса того времени тоже нельзя назвать сверхмассовым продуктом. Для потребителя концепция класса D успела утратить привлекательность к концу 80-х, главным образом в связи с неудачами их несовершенных предшественников.

Как повествует Википедия, основными проблемами усилителей класса D были и, в какой-то степени, остаются:

…но не позволяет добиться высокого качества воспроизведения звука, даже если охватить её обратной связью. Нелинейные искажения класса D имеют несколько причин: нелинейность генератора сигнала треугольной формы, нелинейность катушек индуктивности выходного фильтра, нелинейность из-за мёртвого времени между включениями верхнего и нижнего плеча усилителя…

Пожалуй, самым заметным представителем класса D стал один из первых цифровых усилителей, дотягивающих до показателей HI-FI — Tripath TA2020, серийное производство которого было запущено в 1999 году. Дело в том, что, в связи с неизбежной необходимостью в устранении искажений, принцип аналоговой модуляции оказался малопривлекательным.

В ранних проектах усилителей класса D низкочастотные помехи свободно проходили с питающих шин на выход, что вынуждало использовать нелинейную модуляцию и дельта-сигма модуляцию для их устранения. Последнее приводило к неизбежному росту частоты переключения и снижению КПД. Логичным выходом стало применение цифровых схем, уменьшавших частоту переключения.

Некоторые инженеры ставят под сомнение заявленные характеристики Tripath TA2020 и их соответствие стандартам HI-FI. Предлагаю читателям самим оценить показатели качества на примере 20-ти ваттного усилителя для авто, созданного на базе TA2020:

  • RMS: 2 х 20 Вт 4ohm, 2x12 Вт 8ohm
  • Соотношение сигнал-шум (SNR): 98дб
  • Динамический диапазон: 98дб
  • IMD: 0.1% 1 Вт, 4ohm
  • THD: 0.03% 9 Вт, 4ohm, 0.1% — 10 Вт ом, 0.1% — 6 Вт 8ohm, 10% — 23 Вт ом, 10% 13 — Вт 8ohm
  • Энергоэффективность: 81% 20 Вт, ом, 88% 12 Вт, 8ohm
  • Чувствительность входа: 200mV

И всё это счастье при цене от $20 до 60.

Микросхема, на основе которой создан усилитель, была внесена в список «25 микросхем, которые потрясли мир» по версии журнала IEEE Spectrum.

 

Компания Tripath, выпустившая инновационный усилитель, с целью привлечения внимания к продукту придумала даже новый класс, объявив свое устройство усилителем класса T (хотя принцип работы девайса соответствовал классу D).

 

Несмотря на маркетинговые усилия,«креативы» с классификацией, Tripath не выдержали конкуренции с более мощными игроками и исчезли с рынка в 2007-м году. Бесславный и тихий конец этой компании никак не умаляет заслуг разработчиков, которые создали, вероятно, единственный действительно легендарный усилитель класса D.

Продолжение следует...

Вы можете сделать своими руками! Ламповый усилитель OTL мощностью 25 Вт

Спустя более десяти лет с момента первой публикации на audioXpress многие читатели все еще активно ищут информацию и делятся схемами этого лампового проекта OTL. В конструкции Тима Меллоу исследуется другой выходной каскад с использованием новой комбинации локальной обратной связи и управления током для достижения хорошей симметрии и подавления четных гармоник. Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress, февраль 2010.

Если вы потратили 500 долларов или больше на около 5 метров экзотического кабеля для громкоговорителей, задумывались ли вы когда-нибудь о 500-метровом стандартном медном проводе в выходных трансформаторах вашего лампового усилителя? Трансформаторы аудиовыхода - это большие и дорогие компоненты, которые требуют сложной схемы намотки для правильной работы на высоких частотах.Они - главные виновники мягкого басового звука, присущего ламповым усилителям.
Фото 1: Вид спереди оригинального авторского усилителя OTL.
Основными причинами этого являются искажение насыщения стального сердечника и индуктивность обмотки, которая не пропускает громкоговоритель на низких частотах. Кроме того, на сопротивление обмотки обычно тратится 10% выходной мощности. Следовательно, требуется много железа и меди, чтобы свести к минимуму эти проблемы. Альтернативой является выходной ламповый усилитель без трансформатора (OTL).Однако реализовать эту концепцию на практике непросто, иначе их было бы больше.

Опции усилителя
Мой дизайн OTL предлагает несколько решений. Во-первых, для защиты громкоговорителей в случае неисправности необходимо естественное ограничение тока без использования вспомогательных цепей защиты. Другая проблема заключалась в том, как реализовать симметричный выходной каскад, когда лампы не являются комплементарными парами NPN и PNP, как в случае транзисторов. Один из вариантов заключался в использовании схемы «круглотрона» 1, изобретенной Сесилом Холлом в 1951 году, но это исключало использование ограничения естественного тока и значительно усложнило бы конфигурацию источника питания.

Вместо этого я разработал некомплементарный выходной каскад с тотемными полюсами, используя новую комбинацию локальной обратной связи и управления током, чтобы добиться хорошей симметрии и подавления четных гармоник, что было подтверждено в последующих измерениях. Эта конфигурация имеет больше общего со схемой Футтермана 2 , за исключением того, что пара длиннохвостых пентодов используется для каскада драйвера вместо фазоделителя-гармошки. Пентоды обеспечивают подачу тока, а также больший размах напряжения, чем триоды.

Общая цель дизайна заключалась в том, чтобы иметь как можно более простую схему с минимальным количеством компонентов в пути прохождения сигнала, а также с двухтактным режимом работы (рис. 1). Двухтактное усиление не только устраняет даже гармонические искажения, но также обеспечивает хорошее подавление пульсаций источника питания. В паре с длинным хвостом ток питания фактически является постоянным, так что источник питания эффективно удаляется с пути прохождения сигнала.

Прежде всего мне нужна была устойчивая и надежная конструкция, не требующая постоянной настройки.С этой целью я включил широкую петлевую обратную связь по постоянному току, которая - после начальной настройки - поддерживает напряжение смещения в пределах 20 мВ между заменами ламп. Точно так же смещение постоянного тока практически не требует корректировки с течением времени.

Я знаю, что обратная связь по сигналу - спорный вопрос, и есть те, кто утверждает, что конечной целью должно быть 0 дБ. Однако нулевая обратная связь в этой конструкции приведет к слышимому шуму и выходному сопротивлению 8 Ом, что серьезно повлияет на тональный баланс большинства громкоговорителей.Я применил обратную связь 26 дБ, что аналогично большинству классических ламп, и установил выходное сопротивление 0,4 Ом для хорошо контролируемого баса. Однако преимущество усилителя, сделанного своими руками, заключается в том, что вы можете настроить обратную связь по своему вкусу. Самый простой способ уменьшить обратную связь до 11 дБ - отказаться от разделительных конденсаторов между первым и вторым каскадами.

Рисунок 1: Схема усилителя OTL мощностью 25 Вт.
В конце концов, чтобы управлять обычными громкоговорителями, я решил, что мне нужна номинальная мощность не менее 20 Вт.Очевидным выбором выходной лампы был триод 6C33C, разработанный в России, потому что одна пара может выдавать 2,5 А на нагрузку 8 Ом от средней шины 150 В. Это позволяет усилителю выдавать 25 Вт при нагрузке 8 Ом или 40 Вт при нагрузке 16 Ом, как, например, мои Lowthers с нагрузкой на полноразмерный рефлексный порт. Если вы можете увеличить нагрузку от 40 до 100 Ом, то вы легко сможете получить 50 Вт чистой мощности класса А.

Я мог измерить только искажение без обратной связи (путем ввода сигнала непосредственно в сетку входной трубки), потому что искажение с обратной связью было меньше, чем у генератора сигналов.Это дало 0,14% THD при 2 Вт с нагрузкой 8 Ом без обратной связи или 0,007% с обратной связью 26 дБ. Я рад сообщить, что за восемь лет, прошедших с момента создания этого усилителя, произошла только одна неисправность - внутреннее короткое замыкание в одной из выходных ламп. К счастью, предохранитель HT сделал свое дело, и никаких дальнейших повреждений не произошло.

За годы работы я спроектировал и построил множество ламповых усилителей, от двухтактных ультра линейных до несимметричных триодов, с использованием трансформаторов с домашней обмоткой. Я даже экспериментировал с твердотельными устройствами, но, как правило, очень критически отношусь к своей работе и до сих пор никогда не был полностью удовлетворен результатами.Этот усилитель просто позволяет мне наслаждаться атмосферой и естественным тональным цветом настоящего выступления. К сожалению, он несколько неумолим к недавним записям с высокой степенью сжатия, предпочитая ранние стерео-классические и джазовые виниловые пластинки, сделанные на простом ламповом оборудовании.

Описание схемы
Сигнал с входного фонокорректора SK1 подается в сеть V1a через регуляторы громкости RV1, C1 и R1. Шунтирующая обратная связь обеспечивается резисторами R1 и R3, которые смешивают выходной и входной сигналы, чтобы установить общий максимальный коэффициент усиления равным R3 / R1, что составляет около 29.Другими словами, для получения 25 Вт при нагрузке 8 Ом требуется входное напряжение 500 мВ. Когда RV1 установлен на максимум, входное сопротивление составляет около 26 кОм из-за того, что RV1 подключен параллельно R1.

Я включил конденсатор C1, чтобы максимизировать обратную связь по постоянному току. Когда нет смещения, сетка V1a имеет тот же потенциал, что и V1b, который заземлен через R4. Однако небольшие различия в напряжениях между сеткой и катодом каждой секции из-за несоответствия могут создавать напряжение в сети V1a. Это также проявляется в громкоговорителе как смещение постоянного тока, потому что путь обратной связи 100% постоянного тока через R3 поддерживает равными входное и выходное напряжения.Вы можете настроить триммер RV2, чтобы обнулить смещение.

Альтернативная схема заключается в подаче входного сигнала на сетку V1b с последовательной обратной связью, применяемой к сетке V1a. Это имеет то преимущество, что позволяет более высокое входное сопротивление (например, 1 МОм). Однако это также может слегка разбалансировать входной каскад, если вы не используете «идеальный» твердотельный источник тока вместо R7. Конечно, вы можете добиться отличной помехоустойчивости, используя предусилитель со сбалансированным выходом, а затем применив его к обеим сеткам V1 через C1 и C2.

Входной каскад, состоящий из V1 и связанных с ним компонентов, действует как парный фазоделитель с длинным хвостом. Высокое постоянное напряжение на R7 обеспечивает почти постоянный ток, который разделяется между двумя половинами V1. Это означает, что если ток через одну половину увеличивается на определенную величину, ток через другую половину должен уменьшиться на такую ​​же величину, чтобы сумма двух токов оставалась постоянной.

Поскольку эти токи также протекают через резисторы анодной нагрузки R5 и R6, выходное напряжение, возникающее на одном из них, также должно увеличиваться на ту же величину, что и напряжение на другом.Привлекательной особенностью пар с длинными хвостами является то, что ток, потребляемый от источника питания, близок к постоянной величине постоянного тока. Другими словами, источник питания в значительной степени исключен из тракта прохождения сигнала, и это снижает его влияние на качество звука.

Неоновая лампа N1 служит для ограничения напряжения нагревателя и катода на обеих половинах V1 до примерно 65 В максимум во время прогрева. Во время нормальной работы он не горит. Симметричные выходы входного каскада подключены к сетям V2 и V3 через C3 и C4. Также существует частичная связь по постоянному току через R8 и R9.Каскад драйвера, образованный V2 и V3 и связанными с ними компонентами, также действует как пара с длинным хвостом. Выходы этого каскада напрямую связаны с сетками V4 и V5, которые образуют выходной каскад. Подстроечный резистор RV3 позволяет регулировать напряжение, возникающее на сетках V4 и V5, для установки тока смещения выходного каскада.

Выбор тока смещения предполагает компромисс между сроком службы лампы и искажениями. Теоретически вы можете смещать выходные лампы до максимума 400 мА, при этом их аноды рассеивают 60 Вт.Это дает самые низкие искажения. Однако вы можете значительно продлить срок службы лампы при более низком токе смещения, скажем, 200 мА. Это также снижает значительное количество тепла, выделяемого усилителем!

Я использовал пентоды в каскаде драйвера, потому что они могут качать большее напряжение, чем триоды, а также потому, что они являются отличными источниками тока. Последний обеспечивает симметрию внутри выходного каскада. Еще одним преимуществом пентода является фактическое отсутствие емкости Миллера между анодом и управляющей сеткой из-за наличия экранной сетки.Это увеличивает полосу пропускания каскада и устраняет необходимость в компонентах частотной компенсации, чтобы сделать усилитель стабильным при применении обратной связи. Единственным недостатком является то, что они производят чуть более высокие гармонические искажения нечетного порядка, чем триоды.

Однако EF86 был разработан для аудио и, как таковой, является более линейным, чем, например, РЧ-пентод с переменной мю. Его очень успешно использовали в каскаде драйвера знаменитого усилителя Quad II. Вы можете увидеть потребность в текущем драйвере, проанализировав выходной каскад.V4 - катодный повторитель. Это означает, что существует 100% отрицательная обратная связь между катодом и сеткой, что приводит к усилению меньше единицы и снижению выходного сопротивления. V5 является анодным повторителем и, чтобы иметь такое же усиление и выходное сопротивление, что и V4, он должен иметь 100% отрицательную обратную связь между анодом и сеткой. Это достигается за счет использования драйвера тока, который по определению имеет очень высокий импеданс источника, который не ослабляет обратную связь, которая проходит через R13.

Хотя напряжения постоянного тока на анодах V2 и V3 не одинаковы, на самом деле это не имеет большого значения, потому что при заданном сетевом напряжении пентоды имеют тенденцию производить анодный ток, который в значительной степени не зависит от анодного напряжения.В конце концов, это определение источника тока.

R15 гарантирует, что сеть V1a всегда будет заземлена во время прогрева, если громкоговоритель не подключен. Газоразрядная трубка N2 обеспечивает поддержание выходного напряжения в безопасных пределах при любых условиях. Если выходное напряжение превышает 90 В, он срабатывает, а затем фиксирует выход до низкого безопасного напряжения, пока выходное напряжение не упадет ниже этого значения (рис. 2).

Рисунок 2: Спектр гармонических искажений + шум без обратной связи из-за тона 1 кГц (2 Вт на 8 Ом).
Блок питания
Хотя источник питания довольно обычный (рис.3) и поэтому мало нуждается в описании, есть несколько моментов, заслуживающих внимания: в случае неисправности, которая заставляет защелку выходного каскада вверх или вниз, R29 предоставляет средства ограничение тока через выходной каскад и громкоговоритель. Если его значение было слишком маленьким, либо выходная лампа, либо громкоговоритель, либо и то, и другое могли быть повреждены.

Если его значение было слишком высоким, небольшое напряжение смещения на громкоговорителе могло бы вызвать значительный дисбаланс напряжений питания HT2 и HT4.Предохранители F1 и F2 предусмотрены в том маловероятном случае, если обе трубки драйвера, V2 и V3, выйдут из строя (или не будут вставлены), что приведет к протеканию чрезмерного тока через обе выходные трубки V4 и V5.

Теоретически необходим только один предохранитель, но сюда включены два, чтобы любая нелинейность, которую они создают, была симметричной. При прямом последовательном подключении к громкоговорителю предохранители являются известным источником тепловой нелинейности. На низких частотах их сопротивление изменяется в зависимости от тока, вызывая гармонические искажения.На более высоких частотах тепловая постоянная времени такова, что они производят динамическое сжатие. Однако в этой схеме высока вероятность того, что высокие внутренние импедансы V4 и V5 будут подавлять небольшие нелинейные сопротивления предохранителей. Возможные улучшения этой конструкции могут включать использование источника постоянного тока для нагревателей V1 и схемы таймера задержки, чтобы гарантировать, что HT2 и HT4 применяются только тогда, когда все трубки нагреются.

Рисунок 3: Схема источника питания.
Практические соображения
Список необходимых компонентов приведен в таблице 1.Выбор сглаживающих конденсаторов C8-C11 важен, потому что они определенно находятся на пути прохождения сигнала между выходными лампами и громкоговорителем и, следовательно, должны быть хорошего качества. Они не должны иметь внутренней вибрации, а это означает, что они не должны «петь», когда усилитель управляет имитирующей нагрузкой.

К сожалению, поскольку я установил отличные конденсаторы Elna «cerafine», они, похоже, были сняты с производства. Вместо этого я указал Elna «tonerex» в качестве замены, хотя никогда не пробовал их.Что касается конденсаторов связи, я рекомендую полипропилен для надежности, хотя вы можете предпочесть более дорогую бумагу в масляных типах. Меня оттолкнуло количество таких, которые мне пришлось заменять в старинном оборудовании, но я, вероятно, поступаю несправедливо.

Во многих местах во время прогрева могут быть потенциально высокие напряжения, поэтому резисторы должны иметь правильное номинальное напряжение, а также необходимую мощность. Резисторы Maplin 2 Вт выдерживают напряжение 500 В постоянного тока и имеют отличную стоимость, особенно потому, что они продаются по отдельности.Кроме того, они хорошо звучат, имея низкий уровень шума 1 мкВ / В и низкий температурный коэффициент 50 ppm / ° C.

На фото 2 вы можете заметить, что планировка немного тесновата; Я рекомендую использовать шасси большего размера, чем то, которое я использовал. Усилитель выделяет довольно много тепла, и в идеале вокруг ламп должно быть больше места для циркуляции воздуха. Под шасси также должна быть хорошая вентиляция.

Фото 2: вид снизу.
Хотя тумблер в стиле ретро на передней панели может выглядеть красиво, прокладка проводов к нему оказалась несколько проблематичной.Обратите внимание на алюминиевую фольгу, которую мне пришлось обернуть вокруг них, чтобы защитить чувствительный входной каскад от излучения сетевой частоты и высокочастотных гармоник. Это усугубляется тем фактом, что ток течет только во время коротких импульсов, когда диоды выпрямителя проводят. Если возможно, установите поворотный сетевой выключатель рядом с задней частью с длинным удлинительным шпинделем или используйте реле. Я использовал полоски с бирками повсюду, потому что это прототип, и я знал по опыту, что возможны изменения дизайна.Подсоединение компонентов непосредственно к патронам для ламп, как правило, является хорошей идеей, поскольку при этом пути прохождения сигналов остаются короткими, за исключением выходных ламп, поскольку выделяемое ими тепло в конечном итоге разрушит компонент.

Перед включением убедитесь, что триммер RV2 находится примерно в среднем положении, а RV3 установлен на минимальное сопротивление. Рекомендуется расположить соединения так, чтобы это положение было максимально против часовой стрелки. Затем вы можете повернуть RV3 по часовой стрелке, чтобы увеличить ток смещения практически от нуля до желаемого значения (я установил его на 200 мА), используя амперметр M1.При нормальной работе М1 почти не дергается, значит это не измеритель уровня громкости! Тем не менее, это обнадеживает, когда он находится там в качестве раннего предупреждения в случае, если что-то пойдет не так.

Еще одна хорошая идея - включить усилитель в первый раз без подключенных ламп, просто чтобы проверить все напряжения источника питания. После подключения ламп и настройки тока смещения, при необходимости, отрегулируйте RV3 примерно через 20 минут. Затем подключите милливольтметр к клеммам громкоговорителя и отрегулируйте RV2, чтобы обнулить показания.Всегда делайте это, когда громкость установлена ​​на минимум или входной разъем закорочен.

Когда усилитель работает, никогда не включайте его снова сразу после выключения, иначе вы можете перегореть предохранитель. Кроме того, полезно иметь под рукой аэрозольный баллончик с очистителем для контактов, потому что штыри и гнезда трубок имеют тенденцию окисляться и время от времени требуют очистки. aX

Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress, февраль 2010 г.

Ссылки на поставщиков
www.cricklewoodelectronics.com
RS Components International - www.rs-online.com
www.farnell.com
www.maplin.co.uk
www.chelmervalve.co.uk - Сейчас www.cvc-components.com
Hammond Manufacturing - www.hammondmfg.com
www.wollenweber-audio-modification.de

Ссылки
1. К. Т. Холл, «Параллельно-оппозитные усилители мощности» - Патент США 2,705,265, 7 июня 1951 г.
2. Дж. Футтерман, «Практичный бестрансформаторный усилитель для коммерческого использования», J.Audio Eng. Soc., (Октябрь 1956 г.).
3. Страница истории Circlotron https://circlotron.tripod.com.

Для поддержки, обсуждений, модификаций, проверки проектов, вдохновленных оригиналом, и т. Д. Мы настоятельно рекомендуем форум DIYaudio, который предлагает несколько обсуждений этого дизайна.
https://www.diyaudio.com/forums/tubes-valves/204960-tim-mellows-otl-project.html
https://www.diyaudio.com/forums/tubes-valves/175247-otl-designed -tim-mellow-4-6c33c.html

Список оригинальных запчастей.

Современная технология ламповых усилителей - Linear Tube Audio

Многие ламповые усилители имеют звук, описываемый как «теплый», «ламповый» или «круглый». Этот звук очень приятно слушать. Однако именно выходные трансформаторы создают «теплоту» или тон звука, и на самом деле это своего рода искажение, хотя и приятное. Детали музыки можно потерять в «теплоте». Нет сомнений в том, что многим людям нравится тепло того, что, по их мнению, является лампой, но на самом деле это трансформатор.

Усилители ZOTL не имеют более толстого и теплого тона, который есть у многих ламповых усилителей. Они по-прежнему обладают плавностью и линейностью ламп, но без трансформаторного тона.

Усиление ZOTL обеспечивает нейтральную точность без окрашивания. Это достижение подтверждается как прослушиванием, так и измерением.

Немедленное переключение с других ламповых усилителей (и полупроводниковых усилителей, предназначенных для более высоких температур) на усилитель ZOTL часто может вызывать ощущение, будто что-то потеряно.То, что происходит на самом деле, больше похоже на настройку фокуса объектива: увеличение четкости сопровождается уменьшением дымки. Хотя дымка может ощущаться как «тело» или «вес», которого больше нет, по мере того, как вы настраиваетесь на усилитель ZOTL, вы понимаете, что слышите более точный вес и тело того, что вы слушаете, и постоянство в производительности при различных изменениях. Импедансы позволят вам ощутить эту точность во всем частотном спектре с множеством различных динамиков.

Нейтральность усиления ZOTL - это еще и прозрачность.По мере увеличения производительности компонентов источника, усилители ZOTL продолжают отражать это, увеличиваясь до бесконечности.

ДЭВИД БЕРНИНГ - ЗА ВСЕМ РАЗУМОМ

Дэвид Бернинг, который считается одним из ведущих мировых разработчиков усилителей, является одним из лучших в своей области. Физик с формальным образованием, уникальное видение Дэвида бесценно окрасило каждое решение, которое он разработал для классических задач со звуком. После 20 лет разработки и производства ламповых усилителей Дэвид Бернинг перевернул эту технологию с ног на голову, когда в 1996 году изобрел архитектуру ZOTL (без выходного трансформатора с нулевым гистерезисом).

Настолько радикально отличающийся от всего, что было в то время, ZOTL считается некоторыми наиболее значительным усовершенствованием технологии ламповых усилителей с 1960-х годов. Даже снятые с производства усилители ZOTL Бернинга регулярно получают похвалы от ведущих мировых обозревателей и публикаций. Его усилитель ZH-230 ежегодно, начиная с 2011 года, получал награду журнала Absolute Sound «Выбор редакции» журнала Absolute Sound. В 2009 году его усилитель Quadrature Z удостоился награды журнала HiFi + «Продукт года».Его усилитель 211/845 ZOTL был представлен Hi Fi One на выставке High End Audio Show 2014 в Мюнхене. Неподвластные времени образцы гения аудио Бернинга, ZH-270 и EA-2101 по-прежнему пользуются большим спросом у аудиофилов во всем мире.

Дэвид Бернинг играет важную роль в разработке предложений LTA. В настоящее время это изменение конфигурации LTA его оригинального персонального усилителя для наушников microZOTL, ZOTL10, усилителя мощности со средним и высоким КПД, и ZOTL40, последнего усилителя ZOTL Дэвида, разработанного для LTA, который, по сути, является преемником его собственного, широко известного , Ж-230.

ZOTL - РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ С ТРАНСФОРМАТОРОМ АУДИО ВЫХОДА

Инженеры-проектировщики звуковых усилителей давно стремились отказаться от выходных звуковых трансформаторов из-за ограничений, которые они накладывают на характеристики усилителя. Индуктивность утечки и межобмоточная емкость ограничивают высокочастотный отклик трансформаторов, в то время как насыщение сердечника и ток намагничивания ограничивают их низкочастотный отклик. Гистерезис сердечника трансформатора вызывает определенные искажения несимметричных и переходных форм волны, которые характерны для воспроизведения музыки.Трансформаторы аудиовыхода просто не могут обеспечить правильное соотношение витков, так как они достигают максимального значения только 25: 1 из-за эффектов насыщения и гистерезиса. Это оставляет желать лучшего, что создает проблемы, которые необходимо решить.

Введите решение: ZOTL.

Сначала аудиосигналы «едут» на несущей частоте, на которой они усиливаются лампами (это не гибридная конструкция усиления), затем несущая удаляется преобразователями импеданса, а оставшийся звук доставляется в динамик. , аналогично тому, как работают радиостанция и приемник.Это изменяет плоскость импеданса в соответствии с импедансом динамика, поэтому выходной трансформатор аудиосигнала больше не требуется для согласования трубки с динамиком. Преобразователь импеданса выполняет это согласование. Этот процесс сверхлинейного усиления позволяет усилителю иметь ровную частотную характеристику от 8 Гц до 50 кГц, что практически невозможно с выходным трансформатором.

Однако реальное преимущество заключается в соотношении витков трансформатора. Выходные трансформаторы ограничены максимальным соотношением витков примерно 25: 1.Это соотношение витков обеспечивает согласование между ламповым выходом и динамиком. Из получается , что теоретически правильное отношение витков для большинства ламп обычно составляет 100: 1 и даже достигает 300: 1. ZOTL может использовать преобразователь импеданса для эффективного создания идеального отношения витков. MicroZOTL имеет соотношение 300: 1, а ZOTL40 - примерно 150: 1. Это обеспечивает детализацию и точность звука.

ДРУГИЕ БЕЗТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА ВЫХОДЕ (OTL)

Усилители OTL (без выходного трансформатора), производимые другими компаниями, представляют собой совершенно другую технологию, чем усилители ZOTL.

Технология ZOTL включает в себя процесс линейного усиления с использованием несущей частоты, а также без использования традиционного выходного звукового трансформатора, а вместо этого использует преобразователи импеданса с воздушным сердечником.

Юлиус Футтерман, известный пионер технологии усилителей, на протяжении многих лет вдохновлял на создание множества различных усилителей. Основываясь на принципах Футтермана, другие конструкции усилителей OTL включают два отдельных блока параллельно соединенных ламп. Два блока соединяются последовательно путем соединения эффективного катода одного блока трубок с эффективной пластиной другого блока трубок и управления громкоговорителем в двухтактном режиме непосредственно от этой точки соединения без трансформатора.Существуют альтернативы принципам Футтермана, в которых используются триоды с низким импедансом, но основные принципы те же: при достаточном количестве параллельно соединенных ламп в каждом блоке можно получить достаточный ток возбуждения для управления динамиком.

Выходное сопротивление других усилителей OTL далеко не соответствует фактическому сопротивлению динамика. В усилителе OTL требуется большое количество отрицательной обратной связи, чтобы заставить толчок и тягу работать вместе должным образом, чтобы обеспечить достаточное демпфирование для динамика.Даже при наличии триодов с самым низким импедансом все еще существует несоответствие основного импеданса между лампами и динамиком в цепи OTL.

Традиционная технология OTL требует большого количества ламп, которые нужно сильно включать для получения требуемой мощности. Это приводит к резкому снижению надежности и срока службы трубки, а также к выделению большого количества тепла. Могут потребоваться вентиляторы или дополнительный кондиционер. Потребляемая мощность обычно очень высока для усилителей OTL, часто превышая один киловатт для стереопары.

ПРЕИМУЩЕСТВА ZOTL:
  • Значительно увеличен срок службы лампы за счет работы на более низком токе

  • Нет интермодуляционных искажений выходного трансформатора

  • Нет низкочастотной нелинейности

  • Искажающие элементы трансформатора

    аудиосигнал больше не появляется

  • Улучшенные басы из-за плоского линейного баса ниже 10 Гц

  • Удаление ограничения низких частот для низких частот

  • Правильное соотношение витков трансформатора

  • Низкое выходное сопротивление для более легкое согласование динамиков

  • Отсутствие нагрузки не может повредить усилитель

Дополнительная литература:

Использование трансформаторов ИБП для проектов ламповых усилителей

Вот репост страницы, которую я разместил на своем сайте.Я прикрепил схемы внизу на тот случай, если мой объект умрет, изменится и т. Д.

Когда вы хотите построить усилитель с ограниченным бюджетом, одна из самых сложных пилюль, которую трудно проглотить, - это стоимость подходящего силового трансформатора. Разве не было бы хорошо, если бы существовала дешевая альтернатива, которую можно было бы извлечь из кучи металлолома?

За последнее десятилетие у всех нас, вероятно, было несколько дешевых ИБП потребительского класса. Если нам повезет, мы сможем заменить в нем 12-вольтовые батареи несколько раз и выжать 10 лет из одной, но в конечном итоге что-то пойдет не так с печатной платой, и ИБП будет очень плохо.Когда это произойдет, вытащите отвертки и ножницы для проводов и вытащите трансформатор из своего старого ИБП!

Большинство потребительских ИБП основаны на одной и той же конструкции - есть батарейный блок на 24, 36 или 48 В постоянного тока, который с помощью какой-либо твердотельной переключающей схемы используется для генерации мощности переменного тока в сети в диапазоне от 500 до 1000 Вт. Практически у каждого есть большой трансформатор с 3-отводной первичной обмоткой, обеспечивающий повышение или понижение 1,125: 1. Многие из них имеют дополнительные вторичные обмотки, которые выдают напряжение от 12 до 90 В.При творческом планировании схем из них можно сделать отличные источники питания для проектов ламповых усилителей.


Вот трансформатор, который я вытащил из старого ИБП PowerWare мощностью 1400 ВА: у него трехконтактная первичная обмотка и нет вторичной. Передаточное отношение первичного ответвления составляет 1,125: 1, и его можно использовать для повышения или понижения. Если вы используете трехконтактную вилку питания с заземлением и внимательно следите за тем, чтобы нейтраль была подключена к выпрямителю, этот тип трансформатора можно безопасно использовать для питания источника HT.Сердечник трансформатора должен быть заземлен в целях безопасности, а двухполюсный выключатель питания должен использоваться для отключения обеих сетевых ветвей от трансформатора.
С помощью схемы удваивающего выпрямителя и трансформатора от настенных бородавок для нагревателей возможны следующие основные конструкции:

Фактическое выходное напряжение будет варьироваться в зависимости от нагрузки, номиналов конденсаторов и ESR конденсаторы. Значения конденсатора и резистора, указанные выше, являются лишь примерами - другие значения могут лучше подходить для вашего конкретного проекта или реализации.На узле A все еще сохраняется довольно приличное количество пульсаций переменного тока - это не проблема, если запитан двухтактный усилитель, но для несимметричных выходных цепей было бы лучше увеличить значения конденсатора фильтра до 100 мкФ или даже выше.


Говоря о трансформаторах от бородавок для нитей нагревателя, один доступный и экономичный вариант скрывается внутри этого автоматического поплавкового зарядного устройства, которое можно найти в Harbour Freight. Во время распродаж это зарядное устройство часто можно купить за 6 долларов или меньше. В спецификациях, напечатанных снаружи, указано, что он выдает 15 В постоянного тока при 500 мА.После отключения схемы выпрямления я измерил 14,6 В переменного тока без нагрузки, с сопротивлением постоянному току 96 Ом на первичной обмотке и 2,8 Ом на вторичной. Если бы он мог выдерживать выпрямленное напряжение 15 В постоянного тока при 500 мА, он, вероятно, мог бы выдержать 12,6 В переменного тока при 780 мА - как раз достаточно, чтобы нагреть пару EL84, соединенных последовательно. Используя один из них для нагрева силовых ламп, а другой - для нагрева предусилителя, можно создать почти любую вариацию двухтактного усилителя EL84 на 15-22 Вт или 6V6. Могут потребоваться падающие резисторы, чтобы напряжение упало до 12 или около того.6В.


Теперь давайте рассмотрим несколько более сложных вариантов. Вот еще один трансформатор, взятый из ИБП APC середины 2000-х годов мощностью 900 ВА. В дополнение к понижающей первичной обмотке 1,125: 1, эта также имеет вторичную обмотку с центральным отводом 16,5 В и 66 В, обе из которых были созданы для сильноточного выхода. По консервативным оценкам 16,5 В, вероятно, подходят для 5 ампер, а 66 В, вероятно, подходят для 1 усилителя. С некоторыми падающими резисторами вторичная обмотка 16,5 В может обеспечить напряжение 12,6 В для нити нагревателя.

Имея в своем распоряжении такие сильноточные обмотки, мы можем использовать немало уловок для создания источника высокого напряжения - удвоители напряжения, многослойные вторичные обмотки и все их комбинации.Вот несколько вариантов разводки для получения различных напряжений B + с использованием различных схем выпрямления:

Другой подход состоит в последовательном соединении первичной и вторичной обмоток для эффективного создания одной обмотки более высокого напряжения. Возможно, вам придется перевернуть соединения вторичной обмотки, чтобы синхронизировать обмотки друг с другом. В случае этого трансформатора APC это может стать идеальным источником питания для усилителя на базе 6L6 или 6V6, просто изменив последовательное соединение обмоток:

Принимая во внимание низкое сопротивление обмотки, размер сердечника трансформатора , схемы удвоения напряжения и исходные номиналы ИБП, я ожидаю, что любая из этих схем должна быть рассчитана на ток не менее 200–250 мА, что достаточно для питания усилителя мощностью 50 Вт, такого как Bassman или Marshall.Некоторые схемы без удвоения напряжения должны быть пригодны для еще большего тока, возможно, от 500 мА до 1 А!

Существуют и другие варианты схемы, которые здесь не обсуждались - входные отводы можно было поменять местами для повышения, чтобы достичь еще более высоких напряжений, а обмотка 16,5 В стала бы примерно 18,5 В - идеально для трех последовательно подключенных нагревателей на 6,3 В.

Приложив немного изобретательности, из этих нежелательных кусков железа можно сделать отличные силовые трансформаторы для ламповых усилителей и сэкономить вам несколько долларов.

-Лэрд

Выходные бестрансформаторные ламповые усилители - Gearspace.com

Цитата:

Сообщение от Джон Эппштейн ➡️ Я подумал, что начну эту тему как продолжение «темы предусилителя», которая переросла в обсуждение выходных бестрансформаторных ламповых усилителей. Было разработано несколько таких усилителей, и некоторые из них уже запущены в производство (или, по крайней мере, объявлены), но они крайне редки.

Другой поток попадал в "схему СРПП" в таких усилителях. Кажется, что он существует уже давно, но я склонен быть немного подозрительным - во-первых, никто, похоже, не знает точно, что означает «SRPP»!

Кто-нибудь что-нибудь знает об этом? Кто-нибудь действительно владеет одним? Схема не совсем понятна для меня, я действительно не понимаю, что на самом деле добавило бы добавление второй лампы в схему, учитывая, что это, по сути, катодный повторитель, а катодные повторители имеют отрицательное усиление.

Схема SRPP - это "двухтактная схема с последовательным регулированием" или то, что люди называли схемой с тотемным полюсом еще в шестидесятых. Вы можете думать об этом как о катодном повторителе с источником постоянного тока или как о двухтактном каскаде, в котором только нижняя часть ноги управляется сигналом, но обе ноги управляются обратной связью. Это интересная уловка для получения более низкого выходного сопротивления, чем вы получили бы от одиночного катодного повторителя, но он не дает такого низкого выходного сопротивления, как вы могли бы получить от схемы Circlotron.

Такие вещи являются большим преимуществом для усилителя Hi-Fi, поскольку они позволяют избавиться от выходного трансформатора, который является основным источником искажений, и управлять динамиком непосредственно от источника сильноточного напряжения, как того требует динамик. чтобы увидеть.

Я не могу представить, чтобы кто-нибудь когда-либо захотел что-то подобное для гитарного усилителя ... весь смысл лампового выходного каскада на гитарном усилителе - это окраска. Вы могли бы это сделать, но я предполагаю, что это будет ужасно похоже на твердотельный выходной каскад, будет стоить дороже и будет более болезненным.Хотя люди странные.
- Скотт

отл

отл

Часто задаваемые вопросы о


Что такое OTL? Что такое усилитель OTL? OTL означает «Выход без трансформатора». Это термин, используемый для описывать усилители, особенно ламповые усилители, которые не имеют выхода трансформатор. Такие усилители обычно называют ламповыми усилителями OTL.

Какой смысл в отсутствии выходного трансформатора?

Выходной трансформатор является основным источником искажений.Усилители без выходного трансформатора, следовательно, получается более чистый, менее искаженный звук.

Кроме того, чрезвычайно сложно и, следовательно, очень дорого сделать хороший выходной трансформатор. Из-за этого стоимость выпуска трансформатор часто составляет очень большую часть общей стоимости лампы усилитель звука.

Некоторые превосходные ламповые усилители имеют выходные трансформаторы, которые кропотливая ручная обмотка проволокой из чистого серебра.Эти усилители может стоить десятки тысяч долларов или даже более ста тысяч долларов. Они намного недоступны для обычных аудиофилов.

К высокой стоимости добавляется тот факт, что хорошие выходные трансформаторы громоздки. и очень тяжелый. Поэтому аудиофилы в конечном итоге платят большие деньги за доставку. также.

Разве выходной трансформатор не нужен?

Не совсем.

Основная функция выходного трансформатора - изменение или преобразование высокое сопротивление / высокое напряжение / низкий ток сигнала трубки к низкому сигнал сопротивления / низкого напряжения / сильного тока, необходимый для работы громкоговорителей.

Один из способов обойтись без трансформатора - это построить громкоговорители очень высокой препятствие. В 1950-х, например, было около 500 и 600 Ом. музыкальные колонки. Но они не оказались популярными, и большинство громкоговорителей сегодня иметь импедансную нагрузку 8 Ом или меньше.

Другой способ - использовать конденсатор для преобразования сигнала. Хотя конденсатор не полностью свободен от искажений, он намного ниже в искажения, чем выходной трансформатор. Конденсатор также менее громоздкий и менее дорогой.Большинство усилителей OTL имеют конденсатор между лампами и динамики.

Еще один способ - разработать специальные схемы так, чтобы больше не было любая потребность в выходных трансформаторах или конденсаторах. Это позволяет трубкам для подключения непосредственно к громкоговорителям. Ничего не бывает посередине (кроме кабель динамика). Такие конструкции гарантируют чистоту и отсутствие искажений. сигнал достигает громкоговорителей. Они обеспечивают максимально возможное усиление звука, при относительно невысоких затратах.

Transcendent Sound в настоящее время является единственным усилителем OTL, включающим этот конструкция, в которой трубки подключаются непосредственно к динамикам.

Почему не все ламповые усилители сделаны таким образом?

Потому что создать хорошую схему OTL непросто. Аудио инженеры и дизайнеры пытались создать усилители OTL с 1950-х годов, но они имели лишь ограниченный успех. Пока им удалось произвести некоторые превосходно звучащие усилители, с этими усилителями было много проблем и ограничения.

Что это были за проблемы и ограничения?

Самой большой проблемой была низкая надежность. Первые усилители OTL производил очень сильный нагрев, который часто приводил к выходу из строя трубок или даже взорваться!

Это произошло потому, что они использовали множество выходных ламп, чтобы взять на себя работу выходной трансформатор. Ранние усилители OTL - и даже современные усилители OTL основаны на этих ранних разработках - обычно имеют от 8 до 16 или более выходов трубок на канал.Такой усилитель будет генерировать от 1200 Вт до 1800 Вт тепла, это примерно столько же тепла, сколько вырабатывается в доме обогреватели, используемые зимой. Неудивительно, что трубы взорвались.

Включены другие проблемы:

  • Высокая стоимость обслуживания из-за необходимости постоянной замены партий трубок;
  • Непрактично использовать.

    Из-за сильного тепловыделения необходимы мощные кондиционеры. чтобы поддерживать прохладу в окружающей среде. А кондиционеры издают гул, который это не то, что хотят слышать аудиофилы!

    Более того, многие усилители OTL требовали очень сильноточной цепи (по крайней мере, 20 ампер).В большинстве домов таких цепей нет, и вам нужно будет позвонить в электрике специально установить один. Еще один минус здесь в том, что такие усилители нельзя включать в кондиционер линии электропередачи.

  • Слабые басы, недостаточная глубина, напор и мощность;
  • Невозможность управлять динамиками или диффузорами. Первые усилители OTL работали лучше всего с электростатическими динамиками, но не может управлять большинством других типов громкоговорителей.


Можно ли решить эти проблемы?

Да.И они были решены.

Брюс Розенблит, разработчик усилителя Transcendent Sound OTL, решил ВСЕ эти проблемы и построил усилитель OTL, который:

  • Работает относительно прохладно, выделяя всего около 275 Вт тепла, по сравнению с с мощностью от 1200 до 1800 Вт, производимые другими усилителями OTL
  • Очень надежен. Трубки прослужат долгие годы из-за большого количества понизьте уровень тепла.
  • Не дорого в обслуживании, потому что когда, наконец, придет время, нужно будет поменять только несколько выходных ламп - 4 лампы на канал в стереоусилитель, по 8 на канал в моноблоках.Другие конструкции OTL обычно иметь 8, 16 или более трубок на канал.
  • Может управлять всеми типами громкоговорителей, включая электростатические, конусные, рог и лента при условии, что сопротивление не ниже 4 Ом.
  • Может быть включен в любую розетку или кондиционер.
  • Обладает глубокими и мощными, энергичными басами.

  • Остались ли другие проблемы?

    Только одно небольшое ограничение. Усилители OTL не смогут гнать динамики, сопротивление которых падает намного ниже 4 Ом.Он по-прежнему отлично работает, скажем, 3,5 Ом. Но динамики на 2 или 1 Ом отсутствуют.

    Как звучит ламповый усилитель OTL?

    OTL имеют характерный звук. Они не похожи на обычные ламповый усилитель. Они не похожи на транзисторный усилитель. Они захватывают лучшее обоих типов вместе со способностью создавать невероятные трехмерные изображение, которое не может произвести никакой другой усилитель.

    Люди, ожидающие от OTL традиционного лампового звука, будут разочарованы.Люди, которые больше всего довольны OTL, стремятся к максимальной точности и реализм. Они не хотят никакой окраски.

    Какие выходные лампы используются в Transcendent OTL amp?

    Новое поколение усилителей Transcendent использует Svletana EL 509 пробирок. Это чрезвычайно устойчивая и надежная трубка. Это широко доступно и не требует затрат на замену. Подходящие пары не нужны, поэтому мы уменьшаем их вдвое. затраты на замену.

    Будут ли мои динамики повреждены, если лампы выйдут из строя?

    №Точно нет.

    Даже в более ранних конструкциях OTL, где трубы постоянно взрывались, ни разу не было случаев выхода из строя громкоговорителей.

    Трансцендентный усилитель очень надежен и вероятность взрыва лампы вверх крайне мала. Ciruit защищен плавким предохранителем и мгновенно отключится в случае возникновения каких-либо проблем.

    Кроме того, он сконструирован таким образом, что в маловероятном случае электрического короткое замыкание, ток, достигающий ваших динамиков, будет намного меньше, чем необходимо для нанесения ущерба.Это очень безопасная конструкция.

    Сколько это будет стоить?

    Усилитель Transcendent OTL выпускается в двух версиях. Стерео мощностью 25 Вт продается за 3 595 долларов США, а пара моноблоков мощностью 80 Вт продается за 6 995 долларов США. Этот намного дешевле, чем другие усилители OTL или обычные лампы хорошего качества усилители.


    Если у вас есть дополнительные вопросы, обращайтесь по электронной почте:

    Брюс Розенблит из Transcendent Звук

    Ричард Си из The Soul fo Music


    Щелкните ниже, чтобы получить


    ЧИТАТЬ ИНТЕРВЬЮ С БРЮСОМ РОЗЕНБЛИТ ПРОЗРАЧНОГО ЗВУКА опубликован в Soundstage!

    Вернуться на страницу Transcendent Sound

    Вернуться на домашнюю страницу The Soul of Music

    ----------------------------- 7d518d2c42019e Content-Disposition: данные формы; name = "userfile"; имя_файла = "" Тип содержимого: приложение / поток октетов

    6C33C OTL

    6C33C OTL

    Меня всегда интересовали усилители OTL.Вакуумные лампы имеют отличную полосу пропускания и низкие искажения без глобальной обратной связи, а ламповые усилители с резистивной связью, которые используются в предусилителях, часто вообще не используют никакой обратной связи, например, искажение резистивного сопряжения 12AX7 с анодным сопротивлением 220 кОм и пластиной 400 В напряжение составляет всего 0,01% при выходном напряжении 0,4 В без какой-либо обратной связи !!!
    Для усилителей мощности обычный динамик обычно не подключается напрямую к выходным лампам, обычные выходные лампы представляют собой устройства с высоким импедансом, которые необходимо подключать к нагрузке с сопротивлением в диапазоне кОм для получения высокой мощности.
    Обычно выходной трансформатор используется для преобразования низкого импеданса динамика в более подходящее сопротивление нагрузки для выходных ламп. Например, подходящее сопротивление нагрузки для популярной лампы 300B может составлять ~ 2,5 кОм, поэтому выходной трансформатор в этом случае должен преобразовать 8 Ом динамика нагрузки в 2,5 кОм.

    Сделать хороший выходной трансформатор непросто, и часто выходной трансформатор является ограничивающим фактором для качества звука в ламповом усилителе с трансформаторной связью.Трансформатор ограничивает частотную характеристику и вносит искажения.

    Усилитель OTL (без выходного трансформатора)

    Существуют и другие способы проектирования выходного каскада, позволяющие исключить выходной трансформатор, усилители, разработанные таким образом, иногда называют OTL (без выходного трансформатора). Эта техника довольно старая и были разработаны OTL еще в двадцатых годах, эти усилители предназначались для подключения к динамикам с более высоким импедансом в диапазоне 500 - 1000 Ом.Хотя сегодня почти все колонки имеют импеданс 4 или 8 Ом, раньше это не было стандартизировано, и существовали колонки с импедансом 4, 5, 8, 10, 16, 32, 40, 200, 500 и даже 1000 Ом. Сложнее изготавливать громкоговорители с очень высоким импедансом, поскольку они должны использовать очень тонкий провод во многих витках, поэтому вскоре преобладает более низкий импеданс, и теперь 4, 8 и 16 Ом являются стандартизированными де-факто импедансами громкоговорителей.

    Я начал интересоваться OTL, когда нашел статью в старом журнале HIFI, в которой описывался усилитель, использующий лампу Philips EL86.EL86 был разработан специально для использования с собственными динамиками Philips с сопротивлением 800 Ом. Эти лампы и колонки использовались во многих телевизорах Philips. В статье, которую я нашел, описывалась более развитая версия усилителя Philips, и данные были фантастически хорошими с выходной мощностью 14 Вт, плоской частотной характеристикой до 200 кГц и искажением при 12 Вт 0,08%. Эта статья была написана в начале шестидесятых, и следует помнить, что в то время не существовало полупроводниковых усилителей, которые могли бы показать подобные характеристики.


    Оригинальный OTL Philips с EL 86, выходная мощность 4,5 Вт при сопротивлении нагрузки 800 Ом

    В усилителе в этой статье не использовалась оригинальная схема Philips, как видно на принципиальной схеме, это классический несимметричный двухтактный каскад, описанный Вэлли и Уоллманом в «Ламповых усилителях». недостаток в том, что лампы должны работать в классе А, что ограничивает выходную мощность. Усилитель в магазине использовал отдельную лампу в качестве фазоделителя, что позволило использовать лампы в классе AB, допускающем более высокую выходную мощность.

    В семидесятых годах я провел несколько экспериментов с использованием различных выходных ламп, в том числе PL519, соединенных в качестве триода, но я пришел к выводу, что для получения высокой выходной мощности мне необходимо использовать несколько ламп параллельно, а также тепло, выделяемое таким усилителем, будет излишний.

    Работает как пентод PL519, может пропускать 1,5 А при анодном напряжении всего 55 В. Если бы можно было построить ВЛ, в которой лампа работала бы как пентод, рассеиваемая мощность была бы намного меньше, чем если бы она работала как триод.

    В оригинальной схеме Philips две лампы работают как пентоды, и принципиальная схема также указывает на проблему с этим. Как можно видеть, между экранной сеткой верхней лампы и выходом подключен конденсатор, причина в том, что напряжение экранной сетки должно быть постоянным по отношению к катоду, если не следует вносить чрезмерные искажения. Для PL519, работающего с максимальной эффективностью, анодное напряжение будет ~ 90 В, а напряжение сетки экрана будет ~ 200 В, но тогда невозможно использовать ту же схему, что и исходная схема Philips.

    Примерно в 1986 году я спроектировал OTL со связью по постоянному току с PL519, работающим как пентоды, принцип показан здесь.

    OTL с PL519 работал как пентоды для повышения эффективности. V1 - 1/2 12AU7, V2 и V3 - это PL519 в качестве пентодов, а V4 - это PL519, подключенный как триод.

    Как видно из принципиальной схемы, V4 подает напряжение экрана на V3, который подключен как катодный повторитель с сеткой, подключенной к выходу усилителя, поэтому напряжение экрана будет постоянным относительно катода V3.

    Другая проблема с использованием трубок, соединенных пентодом, в ЛЭП заключается в том, что анодный ток верхней трубки будет ниже, чем у нижней трубки. Это связано с тем, что анодный ток нижней трубки должен быть равен катодному току верхней трубки, который является суммой анодного тока и тока сетки экрана. На холостом ходу это не большая проблема, так как ток экранной сетки будет низким, но для высоких анодных токов и низких анодных напряжений ток экранной сетки может быть довольно высоким, например, для анодного тока, равного 1.5А, при анодном напряжении 55 В и напряжении экранной сетки 190 В ток экранной сетки будет составлять ~ 200 мА или примерно 13% анодного тока. Это приведет к дисбалансу между током, подаваемым на нагрузку верхней и нижней трубкой, и в результате возникнет искажение.

    После некоторой работы с схемой, описанной выше, я решил, что это не идеальное решение, даже если оно действительно будет работать и давать разумный результат, поэтому я сдался и не стал серьезно думать о OTL, пока не узнал по поводу трубки 6С33С.

    6C33C на сегодняшний день, вероятно, лучшая лампа, доступная для OTL, это чистый триод, он может пропускать большие постоянные токи, и он относительно дешев и прост в обращении, для получения дополнительной информации об этой лампе см .: info about 6C33C Там есть Было разработано много усилителей OTL с этой лампой с множеством различных схем.

    OTL цепей
    Сегодня в усилителях OTL используются в основном две разные схемы: несимметричная схема Futtermans и циркулотрон.Я решил использовать вариант схемы футтермана, изобретенной Technics.

    В простой однотактной двухтактной конфигурации с отдельным фазоделителем верхняя лампа работает как катодный повторитель, а нижняя лампа работает как стандартный каскад усилителей с заземленным катодом, лампы будут иметь разный выходной импеданс, и если схема жестко гонят.


    Односторонний двухтактный (SEPP) с отдельным фазовым делителем.


    Схема Футтермана
    Это схема Футтермана, изобретенная Юлиусом Футтерманом в 1954 году. Эта схема обеспечивает сбалансированное управление обеими лампами, возвращая катод фазоделителя на выход, это делает схему более сбалансированной, и обе выходные лампы фактически работают как обычные усилители с катодной связью (хотя Футтерман считал, что они работают как катодные повторители). . Выходное сопротивление этой схемы составляет Rp / 2, поэтому для двух 6C33C выходное сопротивление будет ~ 40 Ом.


    Техника вариации Футтермана
    Это схема Technics, которая является разновидностью Futterman, здесь обе лампы действуют как катодные повторители, а выходное сопротивление составляет Rp / 2 * (1+), поэтому для двух 6C33C это будет ~ 80/2 * (1 + 2.7) = 10,8 Ом.


    Мой усилитель OTL

    Как видно из принципиальной схемы, я использовал SRPP с подключением 12AX7 в качестве первого каскада. Выходная мощность составляет 2 * 25 Вт при искажении 1% и 0,1% при 1 Вт. Отклик ровный от 10 Гц до 200 кГц, измеренный выходной импеданс составляет ~ 1.5 Ом с обратной связью 17 дБ.
    Я использую этот усилитель более года и не испытывал никаких проблем. Я проверяю ток холостого хода выходных ламп каждый месяц, но пока ток не изменился. Звук очень красивый и четкий, не утомляющий, переходные процессы воспроизводятся точно, и легко услышать, что этот усилитель имеет действительно широкую полосу пропускания.

    Обновление 20030331!

    После множества экспериментов я изменил схему обратной связи и увеличил количество обратной связи, частотная характеристика теперь составляет от ~ 2 Гц до 200 кГц, -1 дБ (высокочастотная характеристика ограничена фильтром нижних частот на входе. ).Время нарастания теперь составляет 1 мкс, и усилитель полностью стабилен с другой нагрузкой (даже при 8 Ом и 6,8 мкФ нет звонка, только минимальное количество выбросов). Выходное сопротивление теперь составляет 0,3 Ом (выходное напряжение было измерено с нагрузкой 4 и 8 Ом с одинаковым входным напряжением, на основании этого было рассчитано выходное сопротивление).

    Обновление 20110606!

    Коммерческий усилитель OTL

    Теперь я могу предложить усилители OTL для продажи, это улучшенная версия моей известной конструкции, она продается в собранном и протестированном виде, только на заказ.Подробнее см. Домашнюю страницу Q-tron Audio.
    Вернуться к ламповые усилители


    Исправлено ... 17 июля 2003 г., 15 ноября 2005 г., 1 января 2006 г., 6 июня 2011 г.

    Audio Engineering - Выход блока питания компьютера Бестрансформаторный ламповый усилитель для наушников, разработанный Шоном Роузом

    Audio Engineering

    Бестрансформаторный усилитель для наушников с вакуумной трубкой

    Я занимаюсь изготовлением ламповых гитар и стереоусилителей с 1988 года.Аудио и музыка - это хобби и моя страсть. Вот некоторые из проектов, которые родились из этого.

    Когда я получил свои AKG 701, я просто знал, что мне понадобится хороший усилитель для наушников, чтобы получить от них максимум. Обычные недорогие операционные усилители, которые можно найти в большинстве бытовой аудиоаппаратуры, просто не обладают достаточной силой, чтобы управлять этими банками, и при этом у них нет изящества, чтобы позволить наушникам делать то, что они делают, а именно: уйти с дороги и доставить отличная музыка.

    Что ж, для меня это было первое создание усилителя для банок, поэтому я решил создать прототип усилителя и посмотреть, как он пойдет. Цель была как можно более дешевой, с минимумом хлопот с упором на схему и звук, а не на конечный продукт, так сказать. Вот как все прошло.

    Фотографии

    Я использовал старый силовой трансформатор и компьютерный блок питания, которые у меня были. Это дешево.

    Начинаю собирать все вместе.Обратите внимание на выходные конденсаторы из полипропилена. Они размером с небольшую банку из-под сока. Но звучат они очень нейтрально и чисто.

    Чем больше я настраивал схему, тем больше понимал, что в кейсе нет места для лишнего. Я использовал ленту для изоляции, и в итоге все сложилось, как пазл.

    Присмотритесь ближе, прежде чем мы начнем пытаться склеить две стороны вместе.

    Буквально собираются вместе, как пазл. Меня поражает, что у меня все это есть, и что они складываются в основном плавно.

    Вблизи на приближающемся шаге.

    С фронта ...

    Почти 3/4 выстрела.

    Ламповый усилитель для наушников с моим AKG 701s.

    Выходные лампы КТ66. Я слегка смещал усилитель. В конце концов, эти лампы могут выдавать мощность 50 Вт через выходной трансформатор, а максимальная входная мощность на 701 составляет всего 200 милливатт. Можно заехать в EL34, 6L6, 6550 или KT88s тоже - регулировка не требуется.

    Запуск свечения.

    Почти готово.

    Полное свечение трубки.

    Как это звучит?

    Звук очень приятный, мягко говоря. Даже такая простая вещь, как подключение iPod к этому, а не наушники в iPod, имеет ОГРОМНУЮ разницу в звуке. Некоторые люди скажут, почему, но, как я сказал выше, iPod не справляется с тяжелой нагрузкой. Этот ламповый усилитель обеспечивает легкую загрузку iPod и гораздо более удобен в использовании. сложный груз, которым является AKG 701.

    Я не могу сказать достаточно, насколько чудесно бесцветные и впечатляющие AKG 701. Слушать их через правильный ламповый усилитель как это, просто взлеты, что намного больше.

    В конце концов, проект получился настолько удачным, что я никогда не создавал «настоящую» версию этого, я просто использую эту. Он относительно небольшой и звучит потрясающе. Фактически, эта комбинация съест много высококачественных аудиофильских стереосистем ... а наушники и все детали обойдутся вам дешевле, чем приличный проигрыватель компакт-дисков, не говоря уже о приличном динамике.

    Как уже много раз говорилось в Stereophile, новое поколение наушников HD в сочетании с подходящим усилителем для наушников - это САМЫЙ определение высококачественного звука.

    Во многом я согласен.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *