Типовой режим ламп выходного каскада (из справочника):
Еа=300 В, Еg2=300 В, Rk=130 Ом, Raa=8 кОм,
Ia = 2×36 mA, Ig2=2×4 mA, При U вх =0.
Ia = 2×46 mA, Ig2=2×11 mA, При U вх =10 Вэфф . P =17 Вт, Кни=4 %.
Отвод на экранную сетку для ультралинейного включения должен быть сделан от 25 % анодной обмотки.
Чтобы подобрать нужный трансформатор ТАН из стандартного ряда типономиналов произведем некоторые расчеты.
Амплитуда напряжения на анодной обмотке:
Uaa = √ 2PR = √ 2 х 17 х 8000 = 522 В.
Стало быть, на половине обмотки амплитуда напряжения составит 261 В, что при питании (анод-катод) в 300 вольт, оставляет на лампе в открытом состоянии 39 Вольт. Можно проверить по характеристикам – так оно и есть.
Эффективное напряжение на анодной обмотке в 1,41 раза меньше и равно 185 В. То есть, нас устроит пара обмоток с таким рабочим напряжением или немного большим.
Теперь определимся с коэффициентом трансформации. При нагрузке 8 Ом, относительно Raa соотношение сопротивлений составит 1000, а коэффициент трансформации (квадратный корень из 1000) – 31,6. Выходное напряжение на нагрузке 8 Ом составит (185 + 185) / 31,6 = 11,7 В. Для этой цели будем использовать две накальных обмотки по 6,3 В включенные последовательно с общим напряжением 12,6 В.
С учетом использования стандартных выходных накальных обмоток и коэффициента трансформации 31,6 напряжение анодных обмоток должно составлять: 12,6 х 31,6 = 398 В или половина – 199 В. Это больше, чем 185, поэтому у нас трансформатор будет работать даже в слегка облегченном режиме.
Итак, нам нужно подобрать трансформатор, с минимальным числом обмоток, чтобы вместе с двумя половинками сетевых обмоток на 110/127 В получить 199 В. Это возможно в следующих двух комбинациях: 110 + 89 и 127 + 72.
На основании приведенных выше рекомендаций, для максимальной звуковой мощности 17 Вт, трансформатор надо выбирать мощностью 51 – 68 Вт. Идеально для нашего усилителя подходит ряд трансформаторов от ТАН27 до ТАН40 с мощностью 60 Вт.
Внимательно изучив таблицу напряжений обмоток типовых трансформаторов, выбираем трансформатор ТАН28-127/220-50, имеющий следующую комбинацию напряжений: 110 + 40 + 56 В. Стало быть, отвод на экранные сетки можно будет сделать с 56-и вольтовой обмотки, затем, расположить 40-а вольтовую секцию, и, наконец, непосредственно в аноды ламп встанут 110-и вольтовые половины сетевой обмотки. И, соответственно, Raa = 8553 Ом при коэффициенте трансформации 32,7.
Помимо ТАН28 весьма хорошие результаты дают трансформаторы соседних типономиналов:
ТАН27-127/220-50, – комбинация обмоток: 127 + 28 + 28 + 6 = 189 В, и Raa = 7200 Ом;
ТАН29-127/220-50, – комбинация обмоток: 110 + 56 + 56 = 222 В, при этом Raa = 9933 Ом.
К двум накальным обмоткам, включенным последовательно, подключаем нагрузку 8 Ом. При нагрузке в 4 Ома, ее надо подключить к отводу накальной обмотки. Обе выходные “накальные” обмотки имеют отводы на напряжения: 5 + 1,3 В. Поэтому, если набрать напряжение с двух обмоток, как 5 + 1,3 + 1,3 = 7,6 В, то оно почти точно будет соответствовать нужному значению (8,2 В) для нагрузки в 4 Ома. И в этом случае выходная мощность усилителя составит 14 Вт.
Напряжение анодного питания должно быть больше, чем типовые 300 В на величину падения напряжения на общем катодном резисторе 130 Ом при токе в 114 мА (2 х 46 + 2 х 11), что составляет 15 В. Стало быть, напряжение питания после фильтра выпрямителя должно быть 315 В. На пиках громкости усилитель будет потреблять ток 114 + 2 мА = 116 мА (2 мА потребляет входная лампа усилителя), средний же ток его потребления будет немногим больше тока покоя, составляющего 2 х 36 + 2 х 4 + 2 = 82 мА.
С указанным трансформатором данный усилитель при средней выходной мощности, 8,5 Вт (половина от максимальных 17-и Вт) обеспечивает полосу усиливаемых частот от 34 Гц до 21 КГц по уровню минус 3 дБ. Чувствительность усилителя на частоте 1 КГц при максимальной выходной мощности составляет 0,28 вольта эффективного значения.
Звук у этого усилителя очень четкий, и обладает типичной прозрачностью, характерной для ламповых схем. Соберите и послушайте сами. Работы-то тут на выходные – не более! День – сделать шасси и еще день смонтировать. Только сразу предупреждаю: Если Вы хотите услышать действительно ламповый звук – никаких печатных плат! Только навесной монтаж с естественной воздушной изоляцией между элементами схемы. Минимум проводов, монтаж надо вести исключительно выводами самих радиоэлементов используя монтажные лепестки ламповых панелей, жесткие выводы переменных резисторов. Возможно также использование отдельных монтажных точек или лепестковых текстолитовых планок. Электролитические конденсаторы надо установить на плате из нефольгированного гетинакса, пропустив их выводы в отверстия и смонтировать медным голым, луженым проводом диаметром 0,8 – 1 мм. Таким же проводом, одетым в лаковый кембриковый чулок, надо провести монтаж трансформаторов и другие “длинные” соединения в схеме.
Печатный монтаж не стоит применять в конструкциях
ламповых усилителей по следующим причинам:
2. Поверхностные утечки по изоляционному материалу печатной платы также вносят свою долю в искажение естественности звучания и ухудшение прозрачности звука.
3. Механическая несовместимость. Наличие в ламповых схемах весьма крупногабаритных элементов, при крепеже их на печатную плату предъявляет к последней повышенные механические требования и снижает надежность электрических соединений при относительно больших усилиях, например, при смене ламп.
4. Конструктивная незавершенность. Ламповый усилитель, выполненный на печатной плате все равно нельзя эксплуатировать, поскольку на ней невозможно разместить выходной и силовой трансформаторы, дроссель фильтра и для этого необходимо дополнять такую конструкцию все тем же шасси, все равно обвешивая печатную плату дополнительным навесным монтажом.
5. При внесении изменений или дополнений в готовую конструкцию усилителя, что часто бывает в радиолюбительской практике, печатный монтаж и вовсе теряет всю свою привлекательность.
6. Ну, и, наконец, наличие большой поверхности проводников (со стороны печати) с высокими напряжениями, опасными для жизни, не удовлетворяет нормам безопасности при эксплуатации таких конструкций в любительских условиях.
Печатный монтаж хорош для транзисторных схем и весьма неудобен для ламповых.
Для придания более душевного, мягкого и прозрачного звучания можно рекомендовать зашунтировать электролитические конденсаторы (лучше, фирмы JAMICON) старинными бумажными конденсаторами типа КБГ-И 0,015 мкФ на 400 В. Впрочем, пойдут и современные К78-2 того же или большего номинала на рабочее напряжение не менее 400 В.
Звучание этого усилителя довольно сильно зависит и от типа используемой лампы в предварительном каскаде. Наиболее “вкусный” звук дает лампа 6Н23П. Однако великолепно работают и любые другие двойные триоды, с аналогичной цоколевкой. Только не забывайте при смене типа лампы изменить значение катодного резистора первого триода так, чтобы на катоде второго триода сохранялись бы расчетные 64 В.
Резисторы в схеме типа МЛТ но, если Вы сможете достать древние углеродистые ВС, то звук будет естественней и чище. Но это уже тонкие нюансы.
Блок питания . Выполнен на базе трансформатора ТАН33-127/220-50 или ТАН33-220-50 – в блоке питания можно использовать упрощенные трансформаторы с одной целиковой обмоткой на 220 В. Кенотронный выпрямитель с дроссельным фильтром выполнены по классическим схемам и в пояснениях не нуждаются. Вместо кенотрона EZ81 можно поставить EZ80, а при их отсутствии, – наш 6Ц4П (он потянет, но с небольшой перегрузкой), и заменить панельку с 9-и штырьковой на 7-и штырьковую. Впрочем, можно поставить их два, в каждом плече запараллелив аноды. Переменный резистор в цепи накала обеспечивает нейтрализацию фона переменного тока.
Первое включение . Проверьте правильность монтажа. Установите в средние положения оба переменных резистора. Включите усилитель и проверьте соответствие напряжений в различных точках конструкции на соответствие значениям, указанным на схеме. Отличие не должно быть более 5%, ну, разумеется, если в розетке в этот момент напряжение 220 В! – Очень немаловажное замечание!!!
Регулировка схемы . Заключается в установке с помощью переменного резистора “Баланс” равенства падений напряжения 0,8 В на резисторах 20 Ом, включенных последовательно между 8 и 9 выводами выходного трансформатора. Желательно, чтобы эти резисторы были подобраны одинакового номинала с точностью до 1% – это очень легко сделать, если купить их десяток, а потом просто перемерить тестером на совпадение номинала.
Если выходные лампы Вашего усилителя не являются подобранной парой, то в этой схеме их можно подобрать. Установите переменный резистор “Баланс” в среднее положение и убедитесь в равенстве напряжений смещения на его крайних выводах. Для этого можно подсоединить к крайним выводам резистора цифровой вольтметр со шкалой 2В и выставить ноль по нему. Затем, перебирая все имеющиеся у Вас лампы, найдите те, у которых будут одинаковые падения напряжений на 20-и омных резисторах. При смене ламп надо обязательно выдерживать не менее 2-х минут с момента подключения до момента измерения.
Заключительный этап настройки проводится, когда в усилитель установлены подобранные лампы и выставлен баланс токов выходного каскада. Регулировка заключается в установке минимального уровня фона на его выходе. Для этого нужно закоротить вход усилителя, а на выход подключить либо милливольтметр переменного тока, либо осциллограф, установив максимальную чувствительность его входа. Изменяя положение движка переменного резистора “Фон” устанавливают минимальные показания милливольтметра или осциллографа. На этом регулировка усилителя закончена. Слушайте и наслаждайтесь!
За основу было взято шасси и монтаж профессионального контрольного усилителя, от устаревшей и демонтированной радиовещательной аппаратуры.
А это вид на монтаж усилителя. На рисунках видна дополнительная лампа EM84 - индикатор уровня выходного сигнала усилителя. А в подвале шасси размещены элементы амплитудного детектора для работы индикатора.
Пример правильного, классического лампового монтажа
Классическая конструкция двухтактного усилителя, выполненная на универсальном макетном шасси под пальчиковые и под октальные лампы.
Именно такую конструкцию и именно такой подход в конструировании ламповых схем я бы рекомендовал современным радиолюбителям, которые родились после того, как в 1965 г. в Советской оборонке были запрещены новые разработки на радиолампах, классическая школа лампового конструирования стала забываться и в радиолюбительской среде тоже, и в нынешнее время утрачена почти полностью. Поэтому увидеть действительно правильную ламповую конструкцию вдвойне приятно.
«Размер шасси выбирал исходя из стандарта 43 см х 28,5 см. Как раз становится в стойку. Предварительно вычертил карандашом на миллиметровке в натуральную величину. Из картонки вырезал проекции трансов, ламп и прочих крупных деталей. Затем долго двигал в поисках оптимального расположения. Для оперативного измерения режимов ламп применил одиночные розетки. Со стороны подвала они же используются как изолированные лепестки. Удобно. Прорисовал все соединения на бумажке, максимально стараясь использовать выводы самих элементов. Где уж совсем никак, поставил расшивочные колодки. Вообще-то этот этап самый важный и спешить пилить-сверлить не стоит. Хорошо продуманная разводка на бумаге избавляет от многих “сюрпризов” в железе. Хотя и я их не избежал, но на то он и первый опыт.»
Вячеслав Багрий , г. Киев, Украина
инженер промышленной электроники
любитель конструирования ламповой аппаратуры
Усилитель, выполненный на универсальном макетном шасси
под пальчиковые и под октальные лампы:
любитель конструирования ламповой аппаратуры.
Обсуждения и расчеты схемы этого варианта усилителя были проведены вот в этой теме форума “Любимые лампы”. Пообщаться на форуме с автором конструкции Вы можете .
За многие годы техника звукоусиления накопила огромное количество технических решений, позволяющих получать великолепные результаты, однако несмотря ни на что многие конструкторы (не только радиолюбители, но и серьезные фирмы) вновь и вновь возвращаются к истокам - максимально простым с точки зрения схемотехники, но в то же время максимально эффективным решениям, позволяющим получать качественное звучание. Одно из таких направлений конструирования - постройка УМЗЧ на вакуумных лампах.
УМЗЧ - Усилитель Мощности Звуковой Частоты Однако и здесь надо отдавать должное - несмотря на кажущуюся простоту электрических схем, получить «достойное» звучание удается не каждому. Но если опытному радиолюбителю неудача принесет лишь еще одну монетку в его копилку опыта, то для начинающего данная проблема, будучи его собственными силами неразрешима, может надолго лишить его желания заниматься конструированием. Впрочем, это уже из области психологии. :)
Вниманию начинающих кострукторов предлагается весьма простой для повторения, а самое главное - некапризный и достаточно качественный ламповый УМЗЧ, в котором использованы распространенные лампы и детали, широко применявшиеся в свое время в телевизорах и радиоприемниках. Усилитель разрабатывался как оконечный (т. е. не имеющий в своем составе ни регуляторов тембра, ни каких-либо других узлов, таких как коммутаторы, коректирующие предусилители и т. п.) и изначально предназначался для усиления сигнала, поступающего со звуковой платы компьютера, однако весьма неплохие (субъективно) характеристики позволяют его использовать и для усиления сигнала с других, более «серьезных» источников (CD-проигрыватель, проигрыватель виниловых дисков, магнитофон и т. п.)
2) Печатная плата 165×78 мм, в Спринте, вариант нашего сотоварища roooom
:
▼
🕗 23/11/09 ⚖️ 63,02 Kb ⇣ 868
Здравствуй, читатель!
Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель.
Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи - помоги мне!
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»
Принципиальная схема одного канала усилителя показана на рис. 1
Усилитель двухкаскадный. Первый каскад построен на одной половинке двойного триода 6Н3П (VL1) и представляет собой классический каскад усилителя напряжения. Вторая половинка лампы использована во втором канале усилителя.Цоколевка лампы 6Н3П
На резисторах R4, R5, благодаря протекающему через них катодному току, создается напряжение смещения, которое задает режим работы лампы. Отсутствие в цепи катода конденсатора (который обычно присутствует в промышленных конструкциях и включается параллельно катодному резистору) не лишено смысла - это позволяет получить в какскаде местную ООС, благодаря которой хотя и несколько снижается усиление, но зато повышается линейность каскада. Глубина такой местной ООС небольшая и определяется соотношением величин сопротивлений резисторов R4 и R6. Этот прием также позволяет «убить» и второго зайца - в цепь катода очень удобно подавать напряжение общей ООС, что и сделано в нашем случае - сигнал с выхода усилителя через делитель, образованный резисторами R5 и R4 подается прямо на катод.
Лампа второго каскада нагружена на выходной трансформатор - он необходим для согласования высокого выходного сопротивления лампы (порядка 4,5 кОм) с относительно низкоомной нагрузкой. Принцип выбора трансформатора для данной конструкции - «дешево и сердито» - были использованы трансформаторы типа ТВЗ-1-9, применявшиеся как в телевизорах, так и в некоторых радиоприемниках. Можно использовать и другие типы выходных звуковых трансформаторов, важно лишь, чтобы они были предназначены именно для применения в однотактных выходных каскадах. Можно даже поэкспериментировать с трансформаторами типа ТВК (применялись в выходных каскадах кадровой развертки), однако надо отдавать себе отчет, что выходной трансформатор - это едва ли не самая главная деталь в ламповом усилителе - его качество по большей части и будет определять качество усилителя в целом. Коэффициент передачи выходного каскада по напряжению 0,85 (измерялось на нагрузке 4 Ом)
Фильтр на входе - зачем?
На входе усилителя применен фильтр, не пропускающий низшие частоты звукового диапазона на вход усилителя (примерно от 40 Гц и ниже). Необходимость в таком фильтре вызвана следующими соображениями:а) большинство бытовых акустических систем среднего класса имеют нижние рабочие частоты от 40 до 60 Гц и в принципе не способны воспроизвадить сигнал с частотой ниже данного порога - подача на акустическую систему сигнала заведомо ниже ее минимальной рабочей частоты лишь порождает значительные дополнительные искажения из-за смещения этим сигналом диффузоров громкоговорителей;
б) бытовые помещения отличаются небольшими размерами и, как следствие, на низких частотах в таких помещениях имеется множество резонансов, вызывающих эффект «бубнения» при воспроизведении, причем чем меньше помещение, тем более ярко выражен этот эффект, тем на более высоких частотах проявляется резонанс;
в) с уменьшением частоты мощность усилителя, необходимая для воспроизведения, должна увеличиваться (это справедливо для всего диапазона частот) - например, если для воспроизведения с нормальной громкостью сигнала частотой 100 Гц достаточно 3 Вт, то для воспроизведения 50 Гц с такой же громкостью необходимо уже 12 Вт выходной мощности усилителя;
г) нижняя рабочая частота большинства промышленных звуковых трансформаторов составляет 40-50 Гц - на более низких частотах трансформатор, также как и акустическая система, теряет эффективность (это происходит из-за конечного значения индуктивности первичной обмотки), а в сочетании с большей мощностью более низкочастотного сигнала также порождает значительные искажения.
С учетом всего этого, а также того, что выходная мощность усилительного однотактного каскада на лампе 6П14П ограничена величиной 4,5 Вт, и было решено использовать такой фильтр. Конечно, если применять высококачественные трансформаторы и акустические системы, то необходимость в таком фильтре отпадает. В этом случае его можно не монтировать, удалив для этого R2 и заменив C2 перемычкой.
Забегая вперед, хочется отметить, что при сравнении звучания усилителя с фильтром и без - субъективное предпочтение всегда отдавалось варианту усилителя с фильтром - басы, вопроки прогнозам, более «упруги» за счет устранения перегрузки выходного каскада и значительного снижения «бубнения» помещения.
Блок питания усилителя
достаточно прост - он представляет собой трансформатор, также взятый от старого лампового телевизора, с выпрямителем анодного напряжения (рис. 2). Емкость конденсатора фильтра C7 выбрана относительно небольшой - это вызвано желанием уменьшить пиковый ток через диоды выпрямителя (не секрет, что диоды выпрямителя, работающего на емкостную нагрузку, открыты только на малом промежутке времени по сравнению с длительностью полупериода, и в это время через них течет ток, значительно превышающий средний, потребляемый нагрузкой). Но так как на небольшой емкости пульсации напряжения довольно существенны, в усилителе (рис. 1) применен фильтр R10 C5, где емкость C5 может быть уже весьма большой, чтобы эффективно их подавлять.Первый каскад также питается через такой же фильтр R7 C3, который дополнительно защищает его от пульсаций напряжения питания, вызванных работой второго каскада. Цепочка R11-R14 (рис. 1) одна общая для обоих каналов усилителя и предназначена для создания положительного потенциала цепи накала относительно катодов ламп. Это необходимо для снижения фона переменного тока - сильно нагретая нить накала и катод образуют некоторое подобие вакуумного диода, и если на катоде относительно нити накала будет в какие-то моменты времени положительное напряжение, от нити накала к катоду потечет небольшой ток. Этот ток будет течь и через катодные резисторы, вызывая на них падение напряжения, которое затем будет усилено всеми последующими каскадами точно также, как и полезный сигнал. Последовательно включенные R11 и R12 выполняют еще одну функцию - через них разряжаются емкости фильтров питания при выключении усилителя. Суммарный ток, потребляемый накалами ламп, составляет 1,85 А. Накальная обмотка трансформатора должна быть расчитана на такой (или больший) ток, в противном случае может произойти перегрев накальной обмотки трансформатора.
Конструкция и детали
Оба канала усилителя, кроме блока питания, целиком смонтированы на одной печатной плате (рис. 3). Так как лампы рассеивают достаточно много тепла, стремиться получить высокую плотность монтажа нет смысла. По этой же причине в качестве материала для печатной платы желательно применить фольгированный стеклотекстолит - этот материал более температуростоек, чем текстолит или гетинакс, и при нагреве не деформируется, что часто случается с платами на основе гетинакса.Резисторы могут быть типов ВС или МЛТ. R1-R5, R13 и R14 могут быть любой мощности (печатная плата расчитана на установку резисторов типа ВС-0,5 и МЛТ-0,5), R6, R7, R8, R11 и R12 лучше взять мощностью не менее 0,5 Вт (для R7 и R8 это обусловлено не столько рассеиваемой на них мощностью, сколько возможностью «прострела» между витками нарезки в момент подачи питания на усилитель). R9 должен быть мощностью не менее 1 Вт, R10 - 2 Вт. R10 лучше всего взять проволочный - также из-за возможного пробоя в момент включения, но в крайем случае подойдет и МЛТ-2.
Сопротивления резисторов R1, R11-R14 могут значительно отличаться от указанных на схеме: R1 может быть от 100 кОм до 1 МОм; R13, R14 от 1 до 100 кОм, но желательно одинакового сопротивления; сопротивление R11 может варьироваться от 100 до 470 кОм, причем сопротивление R12 должно быть в 5-15 раз меньше сопротивления R11. R7 может быть от 2 до 8,2 кОм. Сопротивление R10 увеличивать не стоит, но можно применять любые резисторы в диапазоне от 100 до 220 Ом. Также может варьироваться и сопротивление R6 - от 22 до 75 кОм, однако при этом нужно учесть, что при увеличении сопротивления R6 необходимо увеличивать и сопротивление R4, в результате чего несколько изменится глубина обратных связей, а следовательно изменится чувствительность усилителя.
Для установки необходимой чувствительности нужно будет подобрать сопротивление R5. Сопротивление R9 изменять не стоит - лишь в крайнем случае можно установить резистор сопротивлением 130 Ом. На печатной плате предусмотрено два места для резистора R12 (на монтажной схеме обозначены как R12«), подключенные параллельно, поэтому в качестве R12 можно использовать и два резистора с сопротивлением большим номинального. Резисторы R4, R5 и R9 для обоих каналов не помешает подобрать попарно с наиболее близкими значениями сопротивлениий - это облегчит настройку усилителя.
Конденсаторы C1, C2 и C4 пленочные. C1 и C2 типа К73-9, C4 - К73-17. Емкость C4 может быть от 0,47 до 1,5 мкФ. Рабочее напряжение конденсаторов C1 и C2 не критично (применены конденсаторы с напряжением 100 В), напряжение конденсатора C4 должно быть не менее 250 В. Можно применить и другие типы конденсаторов, однако при этом нужно учесть, что например металлобумажные или слюдяные конденсаторы будут иметь значительно большие габариты, а применение сегнетоэлектрических конденсаторов в звуковых цепях недопустимо из-за значительного пьезоэффекта.
Применение негерметизированных конденсаторов (типа БМТ, МБМ) также недопустимо из-за наличия в них больших токов утечки. Абсолютно не подходят электролитические конденсаторы. Конденсаторы фильтров питания - любые подходящие по габаритам электролитические с рабочим напряжением не менее 300 В. Емкость C3 должна быть не менее 10 мкФ (однако в этом случае желательно увеличить сопротивление R7 до 5,1-6,2 кОм), емкость C5 уменьшать нежелательно (в крайнем случае можно поставить 220 мкФ). Также нежелательно уменьшение емкости конденсатора фильтра C7 в блоке питания.
Диоды выпрямительного моста также можно заменить на любые другие, важно лишь чтобы при включении усилителя они выдерживали ток зарядки конденсаторов фильтра (до 2 А ), и были расчитаны на обратное напряжение не менее 400 В . Из отечественных вполне подойдут КД226Г, Д226, Д226Б.
Панелька ПЛ9-2
Панелька ПЛК9
Доработанная панелька ПЛК9
Для размещения ламп использованы панельки типа ПЛ9-2 . Подойдут и другие панельки, которые можно устанавливать на печатную плату. При отсутствии таковых можно использовать панельки, не приспособленные для печатного монтажа. Для установки на плату к их выводам можно подпаять отрезки толстого одножильного провода, с помощью которых панелька и будет установлена на плате. Однако предпочтительнее будет доработать непосредственно выводы панельки, откусив острыми бокорезами (кусачками) часть вывода (см. фото).
Джамперы JP1 использованы от вышедших из строя системных плат компьютеров. Такого же типа и штырьки разъема, через который сигнал подается на вход усилителя. Для подсоединения выходного трансформатора и блока питания на плате также смонтированы штырьки - они использовны от унифицированных разъемов, использовавшихся в телевизорах. Провода к этим штырькам подпаиваются, хотя не исключено и применение разъемов. При монтаже особое внимание следует уделить подсоединению к общему проводу - все цепи общего провода должны соединяться либо в одной точке, либо в строго определенной последовательности. На печатной плате такая последовательность соблюдена - необходимо лишь проследить, чтобы не было «лишних» соединений.
Номинальная выходная мощность усилителя - 3 Вт, максимальная 4 Вт, номинальное входное напряжение 0,75 В. Этой мощности вполне достаточно для комфортного прослушивания аудиопрограмм в комнате площадью 30 м2 (используются акустические системы 6АС-224, из комплекта радиолы «Кантата-205»).
Внешний вид смонтированного на плате усилителя показан на фотографии
Налаживание усилителя несложно.
Прежде всего убеждаются в работоспособности блока питания. Напряжение «+275» может быть в пределах от 250 до 300 В (в зависимости от типа использованного трансформатора). Переменное напряжение 6,3 В считается в пределах нормы, если оно не ниже 6,0 В, но и не выше 6,5 В. Затем к блоку питания подключают плату усилителя. Лампы пока не устанавливаем.Подключив плату, нужно проверить поступающие напряжения на панельки ламп. В таблице 1
приведены значения напряжений для этого случая. Очень тщательно отнеситель к замеру напряжения на 2-й ноже панельки VL2 - там должен абсолютный «0». Малейшее положительное постоянное напряжение будет значить только одно - конденсатор C4 имеет утечку и должен быть заменен до включения ламп. Напряжение «+49» - это напряжение, которое получается на делителе R11-R12, и если вы изменяли номиналы этих резисторов, то оно может отличаться от указанного, но в любом случае оно должно соответствовать напряжению в точке соединения R11-R14. Отсутствие или значительное несоответствие напряжения «+275» на какой-либо ножке говорит о неисправности в этой цепи, как правило об обрыве. Конечно, могут еще быть неисправны C3 или C5, но в этом случае последствие их неисправности будет выражено путем обугливания резисторов R7 или R10 соответственно.
Если все в порядке, отключаем питание, подключаем акустические системы или эквивалент нагрузки (которым может служить резистор сопротивлением от 3,9 до 8,2 Ом и рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт), снимаем джампер JP1 и устанавливаем лампы. Подаем питание на усилитель и сразу же снова контролируем напряжения на ножках 3 ламп VL2. По мере разогрева катодов оно должно плавно увеличиться до +6,0..6,1 В и далее оставаться таким - это будет говорить о выходе ламп на нормальный рабочий режим. Напряжение, выше чем 6,3 В, говорит о сильном износе лампы (уменьшилась крутизна характеристики, как правило следствие загазованности внутри баллона лампы), заниженное напряжение (примерно от 5,8 и ниже) также характерно для долго работавших ламп (потеря эмиссии) - такие лампы необходимо заменить. Напряжения на других ножках ламп приведены в таблице 2. Напряжения на анодах и катодах VL1 указаны для случая разомкнутого JP1 - при его установке на место напряжения на анодах понизятся до 110..120 Вольт, а на катодах до 1,7..1,8 В. Если напряжения укладываются в рамки дозволенных, можно попробовать подать на вход усилителя сигнал небольшой амплитуды (порядка 25-50 мВ, т. к. JP1 снят и чувствительность максимальна). В случае успеха остается лишь убедиться, что общая обратная связь отрицательна. Для этого аккуратно устанавливаем JP1 на место. Если в при этом произойдет самовозбуждение усилителя, сопровождаемое громким шумом, воем или свистом в акустической системе - в этом случае необходимо поменять концы вторичной обмотки выходного трансформатора между собой местами. На этом налаживание можно считать законченным.
Меры предосторожности
1. При любых монтажных работах устройство необходимо обесточивать. Так как в усилителе применены накопительные конденсаторы большой емкости, необходимо дождаться их разрядки, которая происходит в течение 30-40 секунд после выключения усилителя. При испытаниях блока питания отдельно от усилителя будьте внимательны - в этом случае конденсатор C7 способен хранить заряд весьма длительное время (до нескольких суток). Для обеспечения разрядки конденсатора параллельно к нему следует временно подпаять резистор сопротивлением от 100 кОм до 1 МОм и мощностью не менее 0,5 Вт. Категорически не рекомендуется разряжать конденсаторы с помощью короткого замыкания их выводов (например отверткой или пинцетом) - это может привести как к выходу из строя конденсатора, так и к травме.2. Ламповые усилители, в отличие от транзисторных, не боятся короткого замыкания в нагрузке, но зато обрыв в цепи нагрузки может вывести из строя выходной трансформатор. Очень не рекомендуется включать усилитель при отсутствии подключенной к его выходу номинальной нагрузки (номинальное сопротивление нагрузки 4...8 Ом) - это грозит пробоем изоляции первичной обмотки выходного трансформатора вследствие ее значительной индуктивности. Если вы собираетесь эксплуатировать усилитель вместе с наушниками - необходимо учесть это и на время подключения наушников обеспечить параллельное подключение эквивалента нагрузки, которым может служить обычный резистор сопротивлением от 3,9 до 8,2 Ом и рассеиваемой мощностью не менее 2 Вт. Любые же переключения нагрузки, при которых возможен пусть даже кратковременный разрыв ее цепи, необходимо выполнять только при выключенном питании усилителя.
3. Выходные пентоды 6П14П при работе очень горячие. Не обожгитесь
Работа над ошибками
Время, прошедшее со дня сборки первого работающего макета УМЗЧ, еще раз показало, что в принципе нет такой конструкции, которую нельзя было бы улучшить. Если бы для каждого внесения изменения в схему пришлось изготавливать новый усилитель, то было бы ими «осчастливлено» уж наверное никак не менее половины населения города. Впрочем, это гипербола:-) В реальности же было опробовано несколько изменений в схеме, способствующих «более правильному» использованию ламп, но не требующих при этом значительной переделки конструкции.Принципиальная схема 2
Вновь введенные элементы прежде всего нарушили привычную их нумерацию на принципиальной схеме, поэтому будьте внимательны - здесь и далее будет использоваться новая нумерация.
О схеме 2
Прежде всего, по настоятельным рекомендациям настоящих аудиофилов, были введены конденсаторы в катодные цепи автоматического смещения: C4 и C7 для ламп VL1 и VL2 соответственно. Благдаря этим конденсаторам устраняется влияние катодных резисторов (фактически - устраняется местная ООС по току) на выходное сопротивление усилительных каскадов (без этих конденсаторов оно заметно выше). И, если для каскада на VL1 это проявляется не столь явно, то ввод конденсатора C7 в цепь катода выходного пентода VL2 позволил (хотя и совсем немножно) увеличить максимальную выходную мощность усилителя.Несколько усложнена цепочка подачи общей ООС (R4,R7) в катодную цепь первой лампы (R5,C4). Это сделано в связи с желанием уменьшить влияние параметров этой цепочки на режим лампы VL1. Теперь напряжение смещения лампы VL1 практически полностью определяется величиной сопротивления катодного резистора R5, вследствие чего отпадает необходимость в его подборе после изменения глубины обратной связи.
Введен еще один двупозиционный джампер JP2, повышающий степень удобства любителям экспериментировать. Джампер позволяет переключать выходнул лампу из пентодного режима в триодный и наоборот. (На схеме изображено пентодное включение - когда экраниующая сетка подключена к источнику питания. В триодном включении экранирующая сетка подключается непостредственно к аноду, чем обеспечивается достаточно глубокая местная ООС по напряжению, при этом Вольт-амперные характеристики - ВАХ - лампы становятся очень похожими на ВАХ триодов, из-за чего и возникло такое название.) Надо заметить, что использование этой возможности требует особой аккуратности от экспериментатора - изменение режима лампы часто ведет за собой необходимость коррекции величины смещения на первой сетке, а это значит, что необходимо при этом изменять и величину сопротивления R10.
Печатка v.2
Печатная плата была доработана с учетом вышеизложенных изменений. Удалось сохранить ее прежний размер и механические параметры. Но так как монтаж стал плотнее, при сборке нужно обращать внимание на габариты используемых электролитических конденсаторов. Вариант печатной платы с джампером JP2, однако, кажется не совсем удачным из-за излишнего количества дополнительных проводников, существенно повышающих плотность монтажа (между контактами джампера напряжение может достигать 300 Вольт - поэтому нужно внимательно отнестись к соблюдению зазора между дорожками платы во избежание пробоя).О нагреве конденсаторов
Многие заметили, что при эксплуатации усилителя происходит нагрев электролитических конденсаторов. Нагрев происходит вследствие теплового излучения ламп и, на мой взгляд, не является сколько-нибудь опасным - конденсаторы C3 и C6 нагреваются до температуры порядка 40-45 градусов, а это весьма немного. Однако надо отметить, что компоновка печатной платы усилителя расчитана на открытую конструкцию и, в случае размещения усилителя, смонтированного на предлагаемой печатной плате, в каком-либо корпусе, не исключено, что придется применить тепловые экраны для уменьшения степени нагрева конденсаторов.О замене ламп
Наиболее близкой по параметрам к лампе 6П14П является 6П18П. Фактически лампы очень близки (при отсутствии маркировки их не отличить вообще) и различаются лишь, если верить справочнику, номинальным напряжением на аноде, которое у 6П18П составляет 170 В при максимально допустимом 250 В. Однако 6П18П прекрасно работает и при более высоких напряжениях и может быть установлена вместо 6П14П без каких-либо изменений в схеме. К сожалению, на этом список ламп, пригодных для такой замены заканчивается - для остальных ламп необходим подбор катодного резистора. Наиболее близкие по параметрам к 6П14П лампы:Лампа | Ток анода | Смещение | Мощность резистора | Выходная мощность |
|
| 6П15П | |||||
| 6П33П |
Возможно применить лампу 6П1П (с катодным резистором 240 Ом), но у нее другая цоколевка, что влечет за собой необходимость изменения рисунка печатной платы. Лампу 6П43П применить затруднительно (хотя цоколевка и совпадает) из-за большой величины необходимого для ее работы смещения (для этой лампы выгоднее применять т. н. фиксированное смещение от отдельного источника).
Лампа 6Н3П без каких-либо переделок заменяется на лампу 6Н26П. Без изменений схемы возможно применение 6Н1П, но она отличается цоколевкой. 6Н2П и 6Н23П малопригодны из-за малого тока анода у 6Н2П (всего 2,3 мА) и сильного микрофонного эффекта у 6Н23П, но попробовать использовать их можно, также учтя их цоколевку (аналогична цоколевке 6Н1П)
Использованы источники
1. А. А. Ковалев. Ламповый УМЗЧ начального уровня. - AK Laboratory Workshop, 2002 г.2. Ф. И. Тарасов. Схемы любительских усилителей низкой частоты. - Массовая радиобиблиотека, М. 1957 г.
3. Артур Фрунджян. Акробатика ламповых каскадов. - Журнал «Class A», 1997 г., № 7.
4. Д. С. Гурлев. Справочник по электронным приборам. - «Технiка», Киев, 1966 г.
5. М. Киреев. Радиолюбительский High-End. 40 лучших конструкций ламповых УМЗЧ за 40 лет. «Радиоаматор», Киев, 1999 г.
Читательское голосование
Статью одобрили 119 читателей.
Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.6Н8С + 6П3С - одна из наиболее популярных классических комбинаций ламп, поэтому мой выбор остановился на ней. В мире происходит много вещей, которые кажутся случайными, но в целом все закономерно. Случайный (интуитивный) выбор ламп и схемотехники дал в итоге потрясающий результат! Верьте в себя и полагайтесь на свою интуицию!
Cхема Сталкера
Схема так проста, что не требует особых пояснений. В качестве выходных трансформаторов применены ТВЗ-1-9, извлеченные из старых ламповых телевизоров. Нижняя частота среза составляет примерно 40 Гц. Трансформаторы с большим Ктр применены специально для получения желаемого спектра искажений.
Все маломощные резисторы - МЛТ, остальные - современные китайские пятиваттные. Конденсаторы фильтров имеют аналогичное происхождение, разделительные конденсаторы - БМТ-2 на рабочее напряжение 400 В. Вместо БМТ-2 можно было применить более качественные (герметичные, по крайней мере) МБГП, но в то время я не придал этому особого значения. Вообще, я руководствовался принципом, что лучше поставить сегодня то, что лежит в тумбочке, чем завтра - то, что нужно еще где-то приобрести. Скорость сборки иногда тоже имеет значение! Особенно при дефиците энтузиазма:)
Лампы можно заменить на 6SN7 (6Н8С) и 6L6 (6П3С).
С блоком питания отдельная история.
Высоковольтный выпрямитель построен по схеме удвоения напряжения, т.к. в качестве силового трансформатора применен ТС-160, имеющий сравнительно низковольтные вторичные обмотки. ТС-160 был изъят из телевизора "Березка" :)
В усилителе отдано предпочтение RC фильтрам по той простой причине, что дроссели имеют немаленький размер и солидный вес. Я хотел сделать аппарат минимального размера и веса, поэтому от более эффективных LC фильтров пришлось отказаться. Электронные фильтры имеют для меня меньшую привлекательность, т.к. их применение нарушает принцип максимальной простоты, которым я стараюсь руководствоваться при проектировании своих схем.
Для задержки анодного напряжения вначале применялась следующая схема:
Время задержки - приблизительно 40 с. Летом 2008 года этот таймер был демонтирован, т.к. без него звук усилителя немного более чистый. Элементарный выключатель анодного напряжения, кроме того, лучше соответствует принципу максимальной простоты. Параллельно контактам выключателя подсоединен резистор 100к (2Вт) для предотвращения самоотравления катодов ламп, которое происходит, если при подключенном накале лампы долго остаются без положительного потенциала на анодах.
Электролитические конденсаторы не шунтированы ничем. Настроить низковольтную часть блока питания было несколько сложнее...
Я перепробовал все популярные методы борьбы с фоном. Результат с объективной т.з. был отличный (уровень шума -90 дБ), но субъективно звук был немного грязноват. Поэтому для питания накалов применен стабилизатор напряжения. Максимально допустимый ток для LM317T составляет 1.5 А, поэтому использовано праллельное включение 2-х микросхем. Такой вариант совершенно безопасен, т.к. LM317T имеет встроенный датчик температуры кристалла, который выключает стабилизатор при перегрузке. Обе микросхемы установлены на радиатор от процессора Athlon.
Однополупериодный выпрямитель (ОППВ) накала - единственная большая ошибка, допущенная при проектировании (по причине невнимательности). Дело в том, что ОППВ сильно нагружает силовой трансформатор за счет протекания постоянного тока через его вторичную обмотку. В результате вибрация трансформатора сильно повышается, что дает в итоге более грязный звук за счет микрофонного эффекта 6Н8С.
Диод КД203Г установлен на небольшой радиатор.
Подстроечным резистором R9 можно регулировать напряжение накала в небольших пределах: примерно от 5.7 до 6.5 В. Звучание усилителя при этом немного меняется. Этот интересный эффект можно использовать для тонкой настройки звуковой сигнатуры схемы.
Емкость конденсатора C6 - критичная величина. При увеличении емкости сигнатура усилителя немного менялась, причем субъективно не в лучшую сторону.
Летом 2008 года ОППВ заменен диодным мостиком, который установлен на отдельном небольшом радиаторе. Емкость C6 пришлось уменьшить до 1500 мкФ (для сохранения правильной сигнатуры):
Усилитель Сталкер S001
После завершения сборки усилитель был подключен к АС, роль которых играли ящики от радиол. Этот вариант был намного лучше, чем применение современных дешевых ширпотребных АС. Тем более, что в радиолах стояли довольно неплохие динамики 4ГД-28.
После завершения экспериментов я уже хорошо представлял себе, какой звук можно получить от ламп разных типов. После многочисленных сравнительных прослушиваний мой выбор остановился на комбинации 6Н14П + 6П6С. Усилитель, построенный на этих лампах должен был иметь предельно чистый прозрачный звук (т.е. высокую детальность). Кроме того, спектр искажений должен был получиться предельно нейтральным. Позднее выяснилось, что 6Н1П тоже прекрасно работает в данной схеме.
Полностью уверенный в выборе ламп и собственных силах, я приступил к выбору схемотехники усилителя. Как обычно, схема была получена экзистенциально-сюрреалистическим методом. Т.е. мне трудно объяснить, почему это сделано так, а это - вот так...
Усилитель Сталкер S002 схема
Секрет исключительно высокой нейтральности звучания - в комбинации ламп, светодиода и батарейки. И, разумеется, в качественных выходных трансформаторах.
Трансформаторы намотаны на железе ШЛ 16х32. Первичная обмотка состоит из 3-х секций по 635 витков провода ПЭТВ-2 0.23, соединенных последовательно. Вторичная обмотка - 2 секции по 54 витка провода ПЭЛ 0.74, включенные параллельно. Толщина немагнитной прокладки - 0.06 мм. При том, что нижняя частота среза усилителя составляет 38 Гц, субъективные впечатления о качестве баса положительные.
Резисторы, как обычно, МЛТ и современные китайские пятиваттные. Межкаскадные конденсаторы - МБГП. Электролитические конденсаторы не шунтированы ничем.
Усилитель Сталкер S002 - блок питания
Силовой трансформатор - от радиолы Урал, излишки напряжения накальных обмоток (7.0 В) гасятся резисторами (на схеме не показаны). Дроссели самодельные: железо ШЛ 12х25, 1850 витков провода ПЭТВ-2 0.23.
Фон достаточно сильный, т.к. не применяются никакие методы его подавления. Несмотря на это (как это ни парадоксально) шум совершенно не мешает комфортному прослушиванию музыки, даже на очень малой громкости.
Для тестирования использовалась акустика 6АС-519 от электрофона Ноктюрн. Звук более чем хороший для акустики такого уровня. Намного лучше, чем у ящиков от советских радиол I - II классов.
При самостоятельном повторении конструкции придерживайтесь описания, приведенного здесь. В таком случае Вы получите классический по сигнатуре ламповый звук, но со значительно меньшими искажениями. Вместо 6Н1П можно поставить 6Н14П (внимание, другая цоколевка), режим при этом следующий: Ua = 100 В, Ia = 7.0 мА, Ug = -1.5 В. 6П6С можно заменить на 6П1П, лампы с индексами В и ЕВ в данной схеме работают хуже (уменьшается детальность звучания).
Для полного контроля над звуком нужны самодельные высококачественные АС, идеально согласованные с собственными усилителем, комнатой, музыкальными предпочтениями. Без правильных АС Top-End система невозможна.
В настоящее время используется трехполосная
несимметричная АС, построенная на динамиках 4ГД-28 и 4ГД-36. Внешнее
оформление - щит. Остальное - секрет фирмы:)
Усилитель
Сталкер в сочетании с АС моей
собственной конструкции - это моя Top-End система, т.к. звук
абсолютно нейтральный, ЭМОЦИИ передаются хорошо и я на 100%
удовлетворен достигнутым результатом. Опыты в стиле Audio High-End
завершены, теперь можно плотно заняться ламповыми регенеративными
приемниками.
В драйвере стоит 6п14п. В выходном каскаде использовал автоматическое смещение, которое отлично зарекомендовало себя своей простотой и стабильностью параметров.
Питание на УНЧ поступает от сетевого трансформатора, выпрямителя и дросселя. Трансформатор выбрал ТСШ-170, но сюда можно поставить и ТС-160, ТС-180. В общем любой, способный обеспечить до 300В 0,3А анодного и 6,3В 3А накального напряжения. Дроссель - готовый от .
Для корпуса задействовал ненужную китайскую акустическую колоноку на 20 ватт. АС разберём и выпилим необходимые окна.
Лампы должны находиться сверху, их устанавливаем на металлическое основание - лист двухмиллиметрового алюминия, с вырезанными круглыми окнами под панельки. Сзади выпиливаем окно под панель гнёзд и разъёмов. Электромагнитные помехи от приборов абсолютно не слышны - можно смело повторять идею с деревом.
Звуковые трансформаторы, дроссель, высоковольтные электролиты, крепим к деревянному основанию с помощью шурупов. А лампы и обвязку собираем на верхней алюминиевой крышке. Все соединения должны быть максимально короткими, так как по ним идут значительные токи и напряжения.
После сборки всего , произодим испытание блока питания. Не забудьте на анодный выход, параллельно конденсатору фильтра, припаять разрядный резистор 2 ватта 200-500кОм. Убедившись, что на выходе БП положенное напряжение, конденсаторы не взрываются, а диоды не греются - подключаем усилитель.
Динамики должны быть тоже подключены, так как сильный гул-свист будут свидетельствовать о проблемах и ошибках сборки.
Сразу меряем ток потребления каждой лампы, путём контроля падения напряжения на катодных резисторах. Каснувшись отвёрткой входной входа, можно услышать фон. Это значит каскад работает исправно.
В сравнении данного однотактного усилителя с аналогичным с 6П14П на выходе, убедился в значительном преимуществе первого.
Мощность заметно выше, что уже позволяет слушать басы. Правда несколько слабоватные ВЧ, но в целом звук получился приятный и не утомляющий.
Итак, решил попробывать себя в ламповой технике. Нашел нужные детали и собрал схему на лампах 6п14п и 6н23п, вначале просто на куске железа. Выход получился ватт 5, звук громкий и четкий, ничего не звенит и не срезается. Доволен таким УНЧ полностью. Питание на него идёт от трансформатора, который взял от радиолы "Сириус". Задействована одна накальная обмотка на 6 вольт, и 250 вольт для питания анодов ламп. Хотя сейчас стало модно устанавливать в усилители на лампах так называемые "электронные трансформаторы ", для начинающих лампостроителей советую выбирать обычные на железе.В качестве выпрямителя - диодный мостик, а в качестве фильтров - 2 конденсатора от БП компьютера, на 200 вольт 470 мкф соединенных последовательно, итог - выход 315 вольт на конденсаторах. Все это дело по плюсу подключено через резистор 2.7 кОм в разрыве питания.Питание анодов примерно 250 вольт постоянного тока. Конденсаторы фильтра питания шунтируем резистором в 200 кОм что бы было чему их разрядить после выключения из сети устройства.
БП выполнен в отдельном корпусе от старого лампового ТВ. Сам ламповый усилитель сделан в корпусе от советской магнитолы, корпус ее толстый и как раз по размерам подходит.
Панельки для ламп можно выковырять из любой ламповой техники - они все стандартные. Большое отверстие делаем с помощью маленьких, просверленных по кругу. Края зачищаем круглым напильником.
Колонку смастерил на основе динамика 5-гд бумажного, с номинальной мощностью 5 вт, само основание из доски, задняя часть - фанера, а сам динамик на лицивой панели укреплен на двух спрессованных листах картона.
Ножки всем блокам сделал приклеив кусочки двухстороннего скотча к корпусу, чтобы не царапали поверхности стола. Видео про сборку простого УНЧ на лампах смотрите ниже:
Ко входу припаян штекер металлический 3.5 мм, типа – "мама". Проводник, который по аудиовходу, обязательно хороший экранированный.
Регулировку громкости убрал, так как только лишние шумы дает, да и в самом источнике звука (в моём случае DVD плеере) регулировать с пульта ее куда удобнее!
Не забываем на землю поставить резистор 200-500 кОм на входе, а если делаете регулятор - то используйте высокоомный, пробовал на 1 мОм и с ним оказалось лучше всего.
Возможно кому-то конструкция покажется не особо серьёзной, но учтите, что это мой первый шаг в освоении ламповых УНЧ. Следующие усилители будут посолиднее. С Вами был тов. Redmoon.
Обсудить статью ПРОСТОЙ ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
