Высококачественный гибридный усилитель

Павел Якушкин г. Томск

В описываемом усилителе применен усилитель напряжения на лампе. Уси­литель тока выполнен на транзисторах. Усилитель не имеет общей обратной связи. Транзисторы используются толь­ко по схеме с общим коллектором. В усилителе отсутствуют генераторы тока. Использован минимум активных элементов. Усилитель сравнивался с транзисторным усилителем в ценовой категории 1000 USD, где убедительно продемонстрировал свое преимуще­ство. Наиболее полно звучание усили­теля раскрывается при прослушивании аналогового звука с виниловых плас­тинок или записей с винила на магнит­ной ленте аппаратов высокого класса. Усилитель хорошо, натурально переда­ет звучание хора.

Схема усилителя представлена на рис. 1.

Звуковой сигнал через регулятор громкости и литиевую батарейку посту­пает на сетку лампы 6Н23П. На анод­ную нагрузку поступает напряжение вольтдобавки с выхода усилителя. Это уменьшает искажения усилителя на­пряжения по сравнению с резистивной нагрузкой. Усилитель напряжения непосредственно нагружен наоднотактный повторитель, выполненный на транзисторе с общим коллектором. Ис­пользование такого каскада развязы­вает влияние на усилитель напряжения нелинейного входного сопротивления двухтактного транзисторного повтори­теля. Резистор R6 устраняет возбужде­ние транзистора VT1 на сверхвысоких частотах.

За основу для схемы повторителя тока взята схема классического парал­лельного повторителя , за исключе­нием того, что на выходе используются по два транзистора в плече по схеме Дарлингтона. Такое построение схемы уменьшает выходное смещение нуля, так как входные транзисторы частично компенсируют дрейф смещения выход­ных транзисторов. Схема термостаби­лизации построена на транзисторном датчике VT9, прикрепляемому к кор­пусу одного из выходных транзисто­ров и микросхемой VD7, используемой в качестве опорного напряжения. Стабилитроны VD2, VD3, VD6 защища­ют схему термостабилизации от изме­нений питающего напряжения и под­держивают ток покоя на одном уровне при изменении питающего напряжения от 190 до 230 В.

Схема блока питания и схемы за­щиты представлена на рис. 2.

Схема защиты выполнена по схеме триггера. Триггер защиты выполнен на транзисторах VT2, VT3. При превыше­нии тока через нагрузку — увеличива­ется ток через резисторы R26, R27 по­вторителя, транзистор VT5 в схеме уси­лителя отрывается, что вызывает сра­батывание триггера защиты и отклю­чение реле К1, которое отключает вход повторителя от усилителя напряжения. Отключается также реле К2, которое от­ключает трансформатор питания по­вторителя от сети 220 В. При этом за­жигается красный светодиод HL2, ин­дицирующий о срабатывании защиты. Сбросить триггер можно кнопкой S1. При этом, если причина срабатывания защиты устранена, то включатся оба реле и на повторитель будет подано питание, загорится зеленый светодиод HL1, индицирующий готовность уси­лителя к работе. Если случайно про­изойдет закоротка коллекторов выход­ного каскада между собой или зако­ротка коллекторов на общий провод, то откроются транзисторы VT1 или VТ4, что тоже вызовет срабатывание триг­гера защиты.

Технические характеристики

Искажения выходного повторителя на транзисторах VT2…VT8 были измере­ны для нагрузки 4 Ом и выходной мощ­ности 10 Вт и составили 0,15%. Иска­жения оценивались индикатором иска­жений, описанного в статье . Повто­ритель обеспечивает выходную мощ­ность 100 Вт на нагрузке 8 Ом. Реаль­но измеренное смещение нуля на вы­ходе усилителя не превышает ±10 мВ.

О деталях и конструкции

В схеме усилителя используются кон­денсаторы: С1, С4, С5, С6, С11, С12, С15, С16, С17 — К73-17; С2 — СШМЗ; СЗ — МБГЧ; С8 — МБГО. Литиевая ба­тарея GB1 — фирмы Варта с прива­ренными выводами для пайки. Допус­кается замена литиевой батарейки на два последовательно включенных элемента питания — типа 373. Такие ба­тарейки необходимо поместить в эк­ран. Транзисторы VT1 (двух каналов) установлены на одном радиаторе об­щей площадью 100 см 2 . Для усилителя рекомендуется резисторы С2-29. С не­которым ухудшением параметров мож­но применить резисторы типа МЛТ с разбросом 5%. Подстроенные резисто­ры СП5-3. Резисторы R21, R22 керами­ческие импортные. Транзирторы VT2…VT6, VT8 рекомендуется подо­брать по п21э попарно с разбросом менее 5%.

В блоке питания используются кон­денсаторы: С1, С2, С6, С7, С8, С12, С13 — К73-17; С4, С5, С10, С11, С14 -К78-2; С18 — МБГО. Реле в блоке пи­тания РЭС-55А на рабочее напряже­ние 6 В, сопротивление обмотки 95 Ом, паспорт РС4.569.600-07. Трансформа­тор для схемы защиты — любой, выда­ющий на выходе диодного моста на­пряжение около 30 В и ток нагрузки не менее 200 мА.

Конструктивно повторитель разме­щен на двух платах. На плате, прикреп­ленной к радиаторам, установлены транзисторы VT2…VT9, конденсаторы С13…С19, резисторы R17, R18, R22, R24…R28. На этой же плате организо­вана общая точка земли (соединение GND, GND1, GND2) и точки подключе­ния нагрузки. Транзисторы VT4, VT7, VT9 установлены на один радиатор, а транзисторы VT5, VT8 установлены на другой радиатор. Транзисторы установ­лены на радиаторы без изолирующих прокладок. Транзисторы предвыходно­го каскада и транзистор термодатчика крепятся к выходным транзисторам общими винтами крепления выходных транзисторов к радиатору. Радиаторы изолированы друг от друга и от корпу­са повторителя. На другой плате расположены остальные элементы повто­рителя и элементы блока питания по­вторителя. Трансформатор питания за­щиты Т1, элементы VD3, VD4, VD5, VD6, СЗ, блок питания усилителя напря­жения наТЗ, С4, С5, С10, С11, С14, С17, С18, VD8, VD9, VD10, VD11, R13, L1 общие для двух каналов.

Налаживание

Для контроля функционирования необходимо измерить постоянное на­пряжение на эмиттере транзистора VT1. Оно должно быть равно половине напряжения питания: 125 В ±20 В. Пе­ред первым включением установите движок подстроенного резистора RP2 в крайнее нижнее по схеме положение, чтобы сопротивление RP2 было макси­мальным. После включения проверьте все питающие напряжения в схеме. Установите ток покоя 200 мА. Напря­жение на резисторе R26 должно быть 20 мВ ±2 мВ. Процесс настройки тока покоя занимает длительное время, око­ло 2 часов, особенно для массивных радиаторов. Смещение нуля настраива­ется подстроенным резистором RP1 после прогрева усилителя. Далее необ­ходимо проверить срабатывание схемы защиты. Нагрузите выход повторителя резистором 3 Ом*10 Вт. Подайте от звукового генератора сигнал частотой 1 кГц. Плавно увеличивайте входное на­пряжение, контролируя выходной сиг­нал осциллографом. Защита от ко­роткого замыкания должна сработать при амплитудном значении выходного сигнала больше ±18,6 В. Должно отклю­читься питание повторителя и должен включиться красный светодиод, инди­цирующий срабатывание защиты. Проверьте срабатывание защиты от зако­роти коллекторов VT7, VT9 друг на друга или на землю. Для этого соеди­ните коллектор верхнего и потом нижнего транзистора через резистор 3 Ом*10 Вт с общим проводом GND1. В обоих случаях должна сработать защи­та. Усилитель раскрывает свой потенциал через две недели после пайки. При использовании трансформаторов типа ТАН и ТПП без экранирующих обмоток необходимо фазировать полярность сетевой вилки по минимуму переменного напряжения между об­щим проводом усилителя и заземлени­ем. То же самое желательно проделать с источниками сигнала..

Добрый день.

Все началось с обсуждения схемы гибридного усилителя для наушников. Ее отличительной особенностью является использование лампы 6Н23П в режиме с низким напряжением питания (и с малыми анодными токами). Близкий по режимам входной ламповый каскад изображен на рисунке

Примечание: точных значений режима у нас не было. Поэтому режимы оригинальной схемы я определил расчетно с учетом исходной схемы усредненных ВАХ лампы и напряжения питания каскада (60В). В тестовом каскаде выставлен близкий режим. Вполне возможно, что в оригинальной схеме результаты измерений незначительно отличались бы от полученных для нашего каскада.

Измерения провел как обычно: для нескольких уровней выходного сигнала и разных частот. Графики приведу только для частоты 1 КГц. Потому что для частот 100 Гц и 10 КГц результаты отличались незначительно (в пределах ошибки измерений).

В первую очередь привожу графики для выходных сигналов с амплитудой 1 В и 2 В. Вероятно, именно такие уровни были в гибридном усилителе, с которого все началось.

Уровень искажений высокий и быстро растет с увеличением амплитуды выходного сигнала. Уже при уровне 2 В вторая гармоника достигает 1 %, третья - 0,03 %... Хорошо это или плохо? Мне кажется, что честным и чистым звук такого усилителя называть не стоит. Скорее он "сильно окрашенный".

Примечание: при использовании этого каскада в реальной схеме уровень искажений, наверняка, будет выше. Скажется влияние следующего каскада.

Увеличим уровень выходного сигнала:

Искажения выросли (более 3 %), в спектре появились гармоники до 7-ой. Но лампа в этом не виновата. Просто мы слишком много от нее хотим. Вывод: не надо мучить лампы:).

Общий вывод: 6Н23П приемлемо работает с напряжением питания 60В (на аноде 40В) при уровне выходного сигнала до 1-2 В.

Теперь посмотрим, что эта лампа может в каскаде с высоким напряжением питания.

Итак: лампа 6Н23П в "высоковольтном" режиме:

Измерения проведем для обычного резистивного каскада и для SRPP. Начнем с резистивного. Надо выбрать режим. Анодное напряжение, ток анода, напряжение питания и сопротивление нагрузки могут сильно влиять на параметры каскада. Так на каком же режиме остановиться?

Признаюсь: я не захотел заниматься оптимизацией или пробовать все режимы, которые для этой лампы заявляются как "самые лучшие". Поэтому выбирал на свое усмотрение. "Подвигал" настройку, проводя пробные измерения спектра. Серьезных изменений в результатах не заметил. Остановился на режиме который показался лучшим.

Примечание: допускаю, что мог ошибиться с выбором режима работы каскада. Может быть есть более "правильный"?

Измерения проведены для четырех уровней выходного сигнала. Вот графики:

Результат такой, как и следовало ожидать. Линейность выросла: уровни гармоник снизились, а спектры укоротились. Каскад вполне можно применить в "ушном" усилителе с уровнем выходного сигнала до 5-8 В (для высокоомных наушников).

Наверное, звук станет более чистым и достоверным (по сравнению с "низковольтным" режимом).

Посмотрим 6Н23П в SRPP:

Результаты измерений:

Линейность еще немного подросла. Если использовать эту лампу в гибридном усилителе для низкоомных наушников (Uвых < 2 В), то уровень искажений каскада не превысит 0.1 %. Так как спектр в этом режиме представлен только второй гармоникой, то можно предполагать, что искажения будут совершенно не заметны на слух и не дадут окраски.

Пусть каждый сам решает для себя: стоит ли использовать эту лампу в предварительном каскаде гибридного усилителя для наушников или поискать что-нибудь другое.

Изменением типа каскада и режима работы лампы ее звук можно поменять в широком диапазоне: от сильно "окрашенного" до практически "честного". А выбор того, что и как слушать - дело личное:). И любой выбор будет совершенно правильным, если звук будет нравиться именно вам...

Пора перейти ко второй участнице сегодняшних измерений.

Лампу 6Н6П применять в усилителе напряжения я не планировал и проводить для нее измерения не собирался. Я обратил на нее внимание после недавней дискуссии на фейсбуке.

Некоторое время назад один активный ценитель_лампового_звука попытался донести до моего коллеги Никиты мысль о том, что полупроводники супротив ламп то же, что "плотник супротив столяра" (с).

Примечание: Никита - один из соавторов этого блога и незаменимый участник нашего небольшого коллектива. Среди множества прочих своих дел он еще представляет нас на фейсбуке... Поэтому ему и пришлось общаться с любителем_лампового_звука.

Манера общения ценителя была не очень корректной и не располагала к дружеской беседе. А недостаток аргументации он компенсировал эмоциями и безапелляционностью заявлений. Создавалось ощущение, что общение становится совершенно бессмысленной тратой времени. Такими являются почти все беседы на тему "что лучше? Лампы или полупроводники?"

В тот момент, когда стало совсем грустно и скучно, собеседник озвучил утверждение о том, что лампа 6Н6П при питании 300 В способна выдать на выходе сигнал с амплитудой 100 В и уровнем искажений 0.01 % Появились цифры и конкретика. Общение наконец-то могло стать конструктивным, полезным и интересным.

В каком же каскаде и при каких режимах нужно запустить лампу для того, чтобы получить такие результаты? Почему-то оппонент не захотел ответить на этот вопрос:(. Он потерял к нам интерес и перестал отвечать. Остается только догадываться, что его отпугнуло. Может неспособность Никиты проникнуться тотальной любовью к лампам, а может его собственная не любовь к точным цифрам... если собеседник Никиты вновь появится мы, возможно, узнаем это.

Из-за неожиданного завершения общения так и осталось непонятно: в каком режиме мерить... Но я никак не мог отделаться от желания проверить лампу. Даже сходил до магазина и приобрел несколько штук 86 года рождения.

Вообще в дискуссии речь шла о простых предварительных каскадах, поэтому я посчитал, что можно попробовать все те же резистивный каскад и SRPP. Режимы опять-таки выбрал на свое усмотрение по серии коротких тестовых измерений.

6Н6П. Резистивный каскад

Результаты измерений

(студенческий курсовой проект по теме "Ламповый звук")

В последние годы в технической литературе мало уделяется внимания ламповой схемотехнике и конструированию аппаратуры на радиолампах. Однако звучание ламповых усилителей до сих пор считается непревзойденным и "ламповый звук" среди меломанов, музыкантов и звукорежиссеров вызывает большой интерес. Ведущие фирмы по производству профессионального аудиооборудования включают в номенклатуру выпускаемых приборов ламповые микрофоны, ламповые предусилители, ламповые эквалайзеры и даже ламповые процессоры обработки звука. И эта техника имеет наивысшую ценовую категорию. Ламповые оконечные усилители в настоящее время занимают прочное место среди самых высококачественных аппаратов воспроизведения звука, отождествляя с собой такое понятие среди меломанов как Hi-End. Немногие сохранившиеся в мире промышленные производства радиоламп уже приобретены ведущими мировыми производителями, модернизированы и расширяют выпуск своей продукции. Радиолампы в области воспроизведения звука показали, что их преждевременно начали забывать, и что есть области радиотехники, где они с пришествием полупроводников нисколько не сдали своих позиций.

Предлагаемый оконечный ламповый усилитель не претендует на предоставление слушателям звука Hi-End качества, однако обладает типичным приятным ламповым звучанием, содержит исключительно покупные радиоэлементы и может быть собран буквально за неделю радиолюбителем средней квалификации.

Эта схема оказалась настолько удачной по своей простоте и дешевизне комплектующих, одновременно сочетая теплоту и приятность звучания даже при оценке профессиональными звукорежиссерами, что я уже второй год использую сборку этого усилителя в качестве курсового проекта для студентов первого курса факультета звукорежиссуры Гуманитарного института телевидения и радиовещания, в котором преподаю обзорный курс радиотехники.

Применение. Усилитель (моноблок) предназначен для домашнего прослушивания компакт дисков (CD) на полочные акустические системы. Может быть использован гитаристами для домашних репетиций, вокалистами, для прослушивания своих записей, или для проведения домашних концертов. Особенно хорошо использовать этот усилитель при воспроизведении джазовых и блюзовых композиций, а также при озвучивании камерных концертов бардовской песни, где необходимо не только передать душевность звучания голоса и классической гитары, но и добавить теплоту звука, присущую исключительно ламповым оконечным усилителям.

Параметры. Максимальная выходная мощность усилителя на синусоидальном сигнале, измеренная на нагрузке 8 или 4 ома достигает 15 ватт. Диапазон частот по половинной мощности (0,707 по напряжению) от 40 Гц до 25 КГц. Чувствительность на частоте 1 КГц, при максимальной выходной мощности, — 1,55 вольта эффективного значения на несимметричном входе.

Принципиальная схема. Усилитель выполнен на трех радиолампах по классической двухтактной трансформаторной схеме и содержит два каскада — предварительный, на двойном триоде 6Н23П и оконечный на двух лучевых тетродах 6П43П. Причем симметричным является не только выходной каскад усиления, но и предварительный, выполненный по схеме парафазного дифференциального усилителя с катодной связью.

Ток анода каждого триода 6Н23П составляет 5,8 мА, что задается резистором автосмещения (330 ом) в общей катодной цепи. Коэффициент усиления такой схемы от входа и до каждого из выходов равен 14. Предварительный каскад питается повышенным напряжением + 360 вольт от мостового выпрямителя, чтобы обеспечить высокую линейность усиления и лучшую симметрию схемы при несимметричном входном сигнале за счет большого значения резистора катодной связи (5,1 Ком) и, соответственно, большого падения напряжения на нем (+63 вольта). Также, исходя из требования высокой линейности усиления, выбрано распределение напряжений между сопротивлениями нагрузки — 140 вольт и триодами — 160 вольт.

Поскольку, при включении усилителя, во время разогрева ламп, напряжение после мостового выпрямителя на холостом ходу достигает 500 вольт, что превышает максимальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов, в схеме используется цепочка из гасящего (2,7 Ком) и балластного (150 КОм) резисторов, защищающая схему от перенапряжения.

При желании подать на усилитель парафазный входной сигнал, необходимо инверсный сигнал подать на сетку второго триода через имеющийся в схеме конденсатор (0,47 мкФ) отсоединив его нижний по схеме вывод от общей шины. В этом случае чувствительность усилителя по каждому входу составит 2 × 0,775 вольта.

При желании ввести в усилитель обратную связь, ее стоит также завести на сетку второго триода, а сигнал обратной связи можно взять с обмотки 7 - 8 выходного трансформатора через резистивный или частотно-зависимый делитель напряжения, в зависимости от желаемых функций цепи ООС. В авторском макете для цели улучшения демпфирования использовался делитель напряжения из двух резисторов 10 и 1 Ком с коэффициентом передачи 0,091. Разумеется, при этом чувствительность усилителя уменьшилась.

Выходной каскад усилителя работает в режиме класса АВ 1 . Параметры режима радиоламп:
Ea = 185 в, Eg2 = 185 в, Rk = 130 Ω (Eg1 = минус 16 в), Iо = 2 х 60 мА, Ig2 = 2 × 1,5 мА,
Raa = 3250 Ω, Uвх max = 2 × 11,3 в эфф. Рвых = 14,4 Вт.

Выходной каскад питается от двухполупериодного выпрямителя, образованного двумя диодами моста с заземленными анодами, а потенциал + 210 вольт снимается со средней точки анодной обмотки.

Конструкция. Усилитель выполнен на металлическом шасси с использованием классического для ламповых схем навесного монтажа. Шасси усилителя может быть изготовлено либо из строительных дюралевых уголков 30 × 30 × 2 мм и 30 × 60 × 2 мм, оба длиной 300 мм, образующих П-образную конструкцию (так сделано в авторском макете), либо может быть согнуто из листовых материалов (сплавы АМЦ или АМГ) толщиной 2 мм. Возможно также использование для шасси конструкционной листовой стали толщиной 1,5 мм. Использование листовых материалов рекомендуется лишь в том случае, если в Вашем распоряжении имеется гибочное приспособление. Согнуть ровно на длине 300 мм листовой алюминий или сталь в домашних условиях практически не реально.

Две половинки шасси, в случае его выполнения из дюралевых уголков, скрепляются при установке на него трансформаторов, дросселя и ламповых панелей выходных ламп их крепежными винтами. При этом никакого дополнительного крепления не требуется.

Сверху, на шасси, размещаются силовой и выходной трансформаторы, дроссель сглаживающего фильтра, радиолампы и ось подстроечного резистора балансирования выходного каскада со стопорной гайкой. На одной боковой стенке (тыльной) размещены все три разъема (входной, выходной, сетевой). На другой боковой стенке (лицевой) размещен только выключатель сетевого электропитания. В подвале шасси, защищенном боковыми стенками, размещаются все остальные радиоэлементы усилителя и монтажные проводники.

Электролитические конденсаторы закреплены с помощью хомутов шириной 12 - 15 мм из тонкой (0,4 мм) белой луженой жести, которую можно взять от пустых консервных банок из под тушенки или от использованных банок из под бензина для заправки зажигалок ZIPPO. Чтобы хомуты не царапали конденсаторы при их крепеже, а также для смягчения давления, перед установкой желательно обмотать электролитические конденсаторы тремя - четырьмя слоями тонкой (0,15 мм) лакоткани.

В качестве монтажного проводника для «земляных» и накальных цепей используется медный луженый одножильный провод диаметром 0,8 мм на который одет кембрик — хлопчатобумажная нитевая тканная трубка пропитанная и покрытая лаком, с внутренним диаметром 1 мм. Использование именно такой исторической изоляции как кембрик (он появился еще в позапрошлом, XIX, веке, как изоляция проводов в электроприбрах), отдающей в настоящее время архаизмом, но, тем не менее, сохранившейся и производящейся до сих пор (!), имеет под собой вполне обоснованное техническое решение. Ну, какая еще изоляция выдержит и будет долго исправно работать при соседстве с острыми кромками отверстий металлического шасси, будет обеспечивать механическую прочность и хорошую изоляцию при высоких напряжениях (сотни вольт) при температуре до 60-70 градусов, при длительной эксплуатации усилителя, где и радиолампы и трансформаторы отдают много тепла? Ведь все современные изоляционные материалы, разработанные для транзисторных или микросхемных конструкций, не выдерживают «ламповых» условий эксплуатации, навесного монтажа и довольно частых регулировок усилителя при каждой смене ламп!

Длинные соединения к трансформаторам и дросселю выполнены гибким монтажным проводом МГШВ-0,2. При прохождении провода МГШВ через отверстия в шасси на него в этих местах надеваются отрезки кембрика, внутренним диаметром 2 мм и длиной 20-25 мм.

Для дополнительных контактных опорных точек используются двухлепестковые монтажные стойки. При отсутствии монтажных стоек промышленного изготовления (литых из карболита) возможно использование самодельных — выточенных из пруткового текстолита по прилагаемому чертежу. В качестве монтажных лепестков в этом случае используется медная луженая проволока диаметром 1 мм, концы которой согнуты в колечки внешним диаметром 3,5 мм для удобства закрепления монтажных проводников.

В конструкции, выполненной по базовой схеме, использованы 4 монтажных стойки. В случае введения в усилитель обратной связи, ее элементы монтируются на пятой монтажной стойке, как это показано на фотографии подвала шасси.

Детали. В усилителе в основном используются радиодетали широкого применения, однако, некоторые из них необходимо использовать лишь те, которые указаны на принципиальной схеме, поскольку не все современные радиодетали способны качественно работать в ламповых схемах.

Постоянные резисторы типов МЛТ, С2-23. Переменный резистор ПП2-11, ПП3-43 со стопорением регулировочной оси контргайкой. Возможно также использование резисторов СПО, СП2-2, СП3-30, СП4-2м и других, габаритные размеры которых позволяют установить их в эту конструкцию.

Очень важное дополнение! Резисторы 10 Ом, которые стоят в анодных цепях выходных ламп нужно подобрать одинаковыми с точностью до 1 процента или лучше. Для этого нужно их купить штук десять — пятнадцать и цифровым тестером (мультиметром) отобрать пару одинаковых (или договориться с продавцом в магазине, и сделать такой отбор перед покупкой). При этом точное значение их номинала не столь важно и может отличаться в пределах 10-и процентов, главное, чтобы они были бы одинаковыми с высокой точностью. И пометьте как-нибудь отобранную пару резисторов, чтобы именно их установить в усилитель при монтаже.

Электролитические конденсаторы фирмы JAMICON на рабочую температуру не ниже 85 градусов, а лучше — на 105 градусов. Конденсаторы этой фирмы при весьма демократичной цене долговечны и хорошо работают в ламповых схемах при высоких напряжениях и высокой температуре.

Крайне не желательно использовать в усилителе дешевые электролитические конденсаторы. Экономия на радиокомпонентах приводит к плохому качеству звучания усилителя и к нестабильности его параметров во времени. К тому же, плохие (дешевые) электролитические конденсаторы имеют тенденцию течь, а иногда и взрываться, и пачкать электролитом окружающий монтаж. Так, что экономия — это себе дороже.

Входные и межкаскадные разделительные конденсаторы лучше использовать указанных на схеме типов. Входные - К78-2, межкаскадные К73-П2. Возможна замена межкаскадных конденсаторов также на К78-2, с рабочим напряжением не менее 400 вольт, поскольку, при включении и разогреве ламп усилителя на этих конденсаторах напряжение на короткое время достигает 400 вольт. Схемное соседство межкаскадных конденсаторов с мощными (1 ватт) резисторами анодной нагрузки предварительного каскада приводит к тому, что в процессе эксплуатации усилителя они нагреваются до температуры около 50 градусов. Для герметичных конденсаторов в металлическом корпусе со стеклянными впаянными изоляторами К73-П2 — это не страшно. Они от этого не высохнут и не закипят. Как себя в таких условиях будут вести конденсаторы современных типов (как правило, не герметичные, а бескорпусные, залитые компаундом), можно лишь предполагать. К тому же, от разделительных конденсаторов сильно зависит качество звучания усилителя.

Мостовой выпрямитель типа KBPC606 можно заменить на BR606 или на отечественный КЦ402А.

Радиолампы 6П43П можно заменить на 6П18П, при этом резистор в общей катодной цепи 130 Ом нужно будет уменьшить до 75 Ом. 6Н23П можно заменить на Е88СС, например, фирмы TESLA. При этом в схеме усилителя никаких изменений не требуется, однако, его звучание изменится по характеру и станет более нежным и как бы интимным. А отечественная лампа 6Н23П дает в этой схеме очень четкий, прозрачный и музыкальный звук.

Ламповые панельки ПЛК-9-Д-60 — для выходных ламп и ПЛК-9-Д-35 для лампы предварительного каскада. Они отличаются лишь длиной фиксирующих пружинок, накидывающихся на баллон лампы.

В качестве сетевого разъема используется трехштырьковая «компьютерная» приборная вилка, которая позволяет подключать к усилителю стандартный шнур питания с европейской сетевой вилкой и заземляющим выводом.

Входной разъем — «тюльпан» с изолированным от корпуса внешним проводником, тип разъема — Розетка приборная с фланцем RCA — RJ-RU CANARE. Выходной разъем — Вилка приборная XLR — NC3MD-L-1 NEUTRIK. Разъемы усилителя хорошо видны на фотографиях.

Силовой трансформатор для питания моноблока ТАН17-127/220-50 или ТАН17-220-50. Возможна замена на ТАН31, но в этом случае придется раздвинуть установочные отверстия по 2 мм в каждую сторону по направлению вдоль шасси, поскольку межцентровой установочный размер у ТАН17 — 46 мм, а у ТАН31 — 50 мм. Во всем остальном у 17 и 31-ого ТАН-ов все идентично и даже размер шасси позволяет поместиться на нем более мощному трансформатору. Если же Вы хотите от одного силового трансформатора питать стереоусилитель (два моноблока, объединенных в одну конструкцию), то нужно взять более мощный типономинал, имеющий те же самые напряжения и рассчитанный на большие токи: ТАН45-127/220-50 или ТАН45-220-50.

В качестве выходного трансформатора используется ТН39-127/220-50 или ТН38-127/220-50. Обращаю внимание, что силовые накальные трансформаторы серии ТН имеющие одну сетевую (нерасщепленную) обмотку только на 220 вольт, непригодны для использования в этой схеме в качестве выходного трансформатора.

Дроссель сглаживающего фильтра Д40-5-0,18 можно заменить на Д31-5-0,14 но поскольку он имеет меньшие габариты и другие установочные размеры, потребуется незначительные изменения конструкции усилителя.

В усилителе использован плавкий предохранитель с выводами под пайку типа ВП1-2 на ток 1 ампер. Возможно использование предохранителя другого типа близких габаритных размеров и даже без выводов, припаяв к нему проволочные выводы из медного луженого одножильного провода диаметром 0,8 мм. Использование предохранителя с выводами под пайку экономит слесарные работы по установке патрона под сменный предохранитель, который в этой схеме не требуется, поскольку в усилителе присутствуют радиодетали исключительно промышленного изготовления достаточно высокой надежности. Однако, наличие в конструкции сетевого предохранителя обязательно по условиям электробезопасности.

Сетевой выключатель — тумблер ТВ1-2 или ТВ1-4. При изменении диаметра установочного отверстия можно использовать тумблеры ТП1-2 или МТ-3.

Изготовление шасси. Чертеж шасси выполнен таким образом, чтобы было удобно размечать отдельно каждый из уголков (30 х 30 х 2 и 30 х 60 х 2), то есть, размеры проставлены от двух баз. Для разметки шасси потребуется разметочный штангенциркуль. Собственно, для самого изготовления будут нужны следующие инструменты: ножовка по металлу (чтобы отпилить уголки нужной длины - 300 мм), плоский напильник с личн?й насечкой (чтобы обработать края спила и снять заусенцы), дрель и сверла соответствующих диаметров (указаны на чертеже), полукруглый напильник с драчевой насечкой, чтобы распилить отверстия большого диаметра после высверливания их по контуру мелким сверлом (например, 2 мм), настольные слесарные тиски с шириной губок не менее 60 мм (для того, чтобы зажать заготовки и детали шасси во время обработки), сверло, диаметром 7 - 8 мм, заточенное под углом 90 градусов, для того, чтобы снять заусенцы и сделать фаски во всех отверстиях шасси после их сверловки, точило и алмазный надфиль, чтобы затачивать сверла во время работы.

Чертеж шасси.

Сборка усилителя. Чтобы правильно собрать усилитель, необходимо соблюдать порядок сборки. Первым делом на шасси устанавливаются трансформаторы. Силовой трансформатор необходимо установить на шасси так, чтобы выводы его сетевой обмотки 1 - 6 были бы обращены к короткому краю шасси. При установке выходного трансформатора, необходимо его развернуть так, чтобы к краю шасси были бы обращены выводы его накальных обмоток 7 - 16.

Трансформаторы закрепляются винтами М4х12 и гайками М4. Под шляпку винта и под гайку подкладываются шайбы. Помимо этого, непосредственно под гайку кладется гровер. Винты вставляются таким образом, чтобы их шляпки оказались бы в подвале шасси, а гайки были бы обращены к трансформаторам. Под левый нижний крепежный винт силового трансформатора (см. монтажную схему подвала шасси), под шайбу, устанавливается «земляной» лепесток. Именно в этой одной точке шасси присоединяется к общему проводу схемы усилителя.

Затем на шасси устанавливается дроссель. Его выводы должны быть обращены к силовому трансформатору. Поскольку в крепежных отверстиях его лапок имеется резьба, он крепится только винтами М4х12 без гаек. Под шляпки винтов необходимо подложить шайбы.

Далее, на шасси устанавливаются ламповые панельки и закрепляются винтами М3х6 с гроверами и гайками М3. Шайбы при крепеже панелек не используются. После этого со стороны подвала шасси устанавливается переменный резистор баланса усилителя типа ПП2-11 и с верхней стороны шасси закрепляется с помощью штатных гровера и гайки. После зятяжки крепежной гайки наворачивается стопорная гайка, фиксирующая положение оси резистора после регулировки. Внимание! Резьба на переменном резисторе ПП2-11 — пластмассовая. Поэтому сильно затягивать крепежную гайку не нужно, во избежание поломки резистора.

На боковые стенки шасси устанавливаются сетевой, входной и выходной разъемы и сетевой выключатель. Разъемы перед установкой разворачиваются так, чтобы их выводы оказались в положении, как это показано на монтажной схеме. Выключатель крепится штатной гайкой, а разъемы закрепляются винтами М3х10, гроверами и гайками М3. Шайбы при креплении этих разъемов не используются.

Затем в подвале шасси устанавливаются электролитические конденсаторы в соответствии с монтажной схемой и с обязательным соблюдением полярности выводов. Для этого потребуется отвернуть некоторые крепежные винты трансформаторов и дросселя. Крепежные хомуты вырезаются из жести по месту.

После этого в подвале шасси устанавливаются монтажные стойки. Перед установкой необходимо отформовать их выводы, и при крепеже развернуть их так, как показано на монтажной схеме. Стойки крепятся винтами М3х12, шайбами, гроверами и гайками М3. При этом шайба кладется на крепежное ушко монтажной стойки, затем кладется гровер и заворачивается гайка. Под головку винта с верхней стороны шасси шайба не кладется.

И в последнюю очередь в подвале шасси устанавливается мостовой выпрямитель. Его нужно расположить, как показано на монтажной схеме. Ориентировку дает скошенный уголок и обозначенный вывод «+». Мост крепится винтом М3х12, шайбой, гровером и гайкой М3 аналогично креплению монтажных стоек.

Электрический монтаж. Сначала устанавливаются необходимые перемычки на выводы трансформаторов. Соседние лепестки соединяются медным луженым одножильным проводом диаметром 0,7 - 0,8 мм. Более длинные перемычки выполняются проводом МГШВ 0,2.

Затем, выполняется монтаж накальных цепей. Берется намоточный провод, например ПЭВ-2-0,8, отмеряются отрезки нужной длины с небольшим запасом, зачищаются от изоляции на концах на длину 5 - 7 мм и залуживаются, на каждый проводник одевается кембрик толщиной 1 мм и проводники в кембрике скручиваются между собой. После этого, таким двойным проводом прокладываются накальные цепи к каждой лампе, как это показано на монтажной схеме и видно на фотографии. Проводники цепи накала необходимо уложить непосредственно на дно шасси.

Далее монтируются все сетевые соединения. После этого усилитель можно включить и убедиться, что лампы накаливаются. Право, это волшебное зрелище, когда еще совершенно не смонтированная конструкция уже начинает подавать первые признаки жизни! Огоньки катодов ламп — это красиво!

Следующим этапом будет прокладка «земли», то есть, общего провода. Он выполняется медным луженым одножильным проводом диаметром 0,7 - 0,8 мм. Можно опять взять намоточный провод диаметром 0,8 мм, зачистить его ножом от изоляции, аккуратно залудить по всей длине и им вести монтаж.

Затем, устанавливаем и припаиваем межкаскадные разделительные конденсаторы К73-П2. Они большие, занимают много места, и их нужно устанавливать одними из первых радиодеталей. Они должны висеть на своих выводах на расстоянии 4 - 5 мм над дном подвала шасси. Вслед за ними устанавливаем входные разделительные конденсаторы К78-2, они должны лежать на боковой стенке и на дне подвала шасси.

После этого устанавливаем катодную перемычку выходных ламп. Она выполняется голым медным луженым одножильным проводом диаметром 0,7 - 0,8 мм. Затем, по месту, монтируются все резисторы усилителя в произвольном порядке. Что и где удобнее монтировать. Не забудьте про общий катодный резистор выходных ламп. Он отнесен далеко от основной схемы усилителя, но включать усилитель без него, — это вывести из строя катодный электролитический конденсатор. Он просто взорвется, поскольку без катодного резистора на нем окажется около 200 вольт, а его максимальное рабочее напряжение всего 50. И перед установкой еще раз проверьте его номинал. Он должен быть 130 Ом.

Затем подключается выходной трансформатор отрезками провода МГШВ 0,2. Проводники необходимо отмерить нужной длины по месту с небольшим запасом. Провода не должны идти в натяг, но и не должны болтаться и образовывать лишние петли. В местах прохода проводников через отверстия в шасси, необходимо на них надеть отрезки кембрика внутренним диаметром 2 мм и длиной 20 - 25 мм. Выходные обмотки выходного трансформатора и их соединения с выходным разъемом производится более толстым проводом МГШВ 1,0 или 1,5.

В последнюю очередь монтируется схема анодного выпрямителя и сглаживающего фильтра. Ну, чтобы не было соблазна включить выпрямитель без нагрузки и, тем самым, вывести из строя электролитические конденсаторы, а то и взорвать их.

После окончания монтажа всего усилителя, необходимо проверить его по принципиальной схеме и устранить ошибки или установить недостающие соединения и детали. Такое случается нередко.

И самое последнее, но очень важное дело. Замерьте и сравните значения сопротивлений резисторов в анодных цепях выходных ламп (номинал 10 Ом) — те ли резисторы Вы установили. Они должны быть одинаковыми и подобранными с точностью до 1 процента или лучше!

Предостережения и правила безопасности. Перед первым включением усилителя, необходимо еще раз и весьма тщательно проверить правильность выполненного монтажа по принципиальной и монтажной схемам. Желательно делать это не самому, а попросить своего товарища, коллегу или более опытного радиолюбителя. Чужие ошибки, со стороны, видны лучше, чем свои. Особенно стоит обратить внимание на полярность включения мостового выпрямителя и электролитических конденсаторов. Ламповые конструкции, в отличие от транзисторных, содержат в себе высокие напряжения и достаточные мощности, чтобы при неверном монтаже произвести ощутимые разрушения или же привести к поражению электрическим током.

1. В комнате, где Вы ведете какие-либо работы с настраиваемой ламповой конструкцией должен находиться еще один взрослый человек. Чтоб было кому оказать Вам первую помощь. Обращаю внимание — напряжение до 1000 вольт не производит в организме человека смертельных разрушений. Но сердце от электрического шока может остановиться, будучи при этом совершенно здоровым. Поэтому, при поражении током, если человек потерял сознание, необходимо в первую очередь оторвать его от токонесущих проводов, положить на спину на ровную поверхность, расстегнуть одежду, и как можно быстрее убедиться, бьется ли у него сердце. В случае его остановки начать делать непрямой массаж сердца и искусственное дыхание. При этом, на одно вдувание воздуха в легкие пострадавшего через рот, нужно делать 5-6 резких надавливаний на нижнюю треть грудной клетки, смещая ее на 4-5 сантиметров. После каждого надавливания следует быстро отнимать руки для свободного выпрямления грудной клетки. За минуту необходимо провести 48-50 надавливаний на грудную клетку и 10-12 вдуваний воздуха в легкие. И не прерываясь, как можно быстрее, вызвать скорую помощь, обязательно сказав, что у человека остановка сердца в результате поражения электрическим током, и Вы делаете ему искусственное дыхание и непрямой массаж сердца. При этом, останавливаться нельзя ни на минуту. И даже после того, как приехали медики! На три-пять секунд, чтобы быстро открыть им дверь — можно. И сразу же после этого продолжить и массаж сердца, и искусственное дыхание с большей интенсивностью. Прекратить делать массаж сердца и искусственное дыхание можно лишь после того, как пораженный током человек сам об этом попросит.

Второе правило позволяет избежать вышеописанных неприятных последствий даже при поражении электрическим током. Ввел его в позапрошлом веке физик и электротехник Никола Тесла. И это правило носит его имя. Итак.

2. Если нужно прикасаться к элементам схемы, находящимся под напряжением, делать это следует одной рукой, а вторую руку нужно засунуть в карман брюк. В крайнем случае, если Вы не носите брюк, и на Вашем платье нет карманов, руку нужно убрать за спину. В этом случае, даже если вы одной рукой одновременно прикоснулись к двум элементам схемы находящимся под большой разностью потенциалов, Вас сильно «дернет», но к печальным последствиям такое поражение током не приведет. Лучше в карман убирать левую руку, а в схеме работать правой.

Первое включение. Первое включение и регулировка усилителя производятся без подключения к усилителю акустических систем и источника сигнала.

Перед тем, как включать усилитель в сеть, убедитесь, что в розетке действительно 220 вольт. Иначе проведение измерений с какой-либо точностью, не имеет смысла. Включите тестер на измерение переменного напряжения с пределом измерения не менее 300 вольт и одной рукой вставьте щупы тестера в гнезда электрической розетки. Тестер может показать значения напряжения в пределах от 198 до 242 вольт. То есть, 220 вольт, плюс-минус 10 процентов — это нормально. Однако все дальнейшие рассуждения и методика измерений приведены для случая, когда в розетке имеется точно 220 вольт. Ну и, разумеется, приступая к работе с высокими напряжениями, обеспечьте выполнение правила номер один! Высокими напряжениями, потенциально опасными для жизни, в электротехнике считаются напряжения выше 40 вольт.

Установите переменный резистор баланса усилителя в среднее положение, вставьте радиолампы. Выключатель питания установите в положение «выключено», подключите сетевой шнур и включите его в розетку с переменным напряжением 220 вольт, 50 Гц.

Подключите тестер с пределом измерения не менее 500 вольт постоянного напряжения минусовым щупом к шасси или к общему проводу, а плюсовым к точке схемы «+360 вольт», то есть, к «горячему» концу резистора 150 Ком. Закрепите щупы тестера с помощью «крокодилов». Включите выключатель питания. Наблюдайте, как измеряемое напряжение быстро возрастет до значения + 450 … 470 вольт и затем, в течение одной минуты, по мере прогрева ламп, уменьшится до рабочего значения + 350...360 вольт. Если все происходит именно так, значит, источник анодного питания предварительного каскада работает правильно.

Затем необходимо выключить усилитель тумблером питания и подождать, пока катоды ламп полностью «потухнут». Оставив отрицательный щуп тестера на общем проводе, положительный щуп с помощью зажима «крокодил» подключите к выводу 4 выходного трансформатора. При этом помните и соблюдайте правило номер два!!! На электролитических конденсаторах и после выключения питания заряд может сохраняться длительное время.

Включите усилитель. Наблюдайте, как напряжение быстро возрастает до значения 250...270 вольт и затем, по мере прогрева ламп, уменьшается до рабочих 185...190 вольт. После того, как напряжение установится в районе рабочего значения (плюс-минус 5 процентов), усилитель можно выключить и считать, что первое включение прошло успешно.

Если характер изменения напряжения иной или имеют место другие значения, то необходимо выключить усилитель и проверить правильность монтажа, исправность и номиналы радиодеталей.

Регулировка. Для регулировки усилителя потребуется отвертка, тестер с зажимами типа «крокодил» на обоих щупах, карандаш и лист бумаги.

Включите усилитель и дайте ему прогреться 3 - 4 минуты. Установите на тестере предел измерения 2 вольта постоянного напряжения. Вспомните правило номер два!

Замерьте тестером падение напряжения на резисторе 10 Ом в аноде верхней по схеме выходной лампы. Причем, отрицательный щуп подключите со стороны анода лампы, а положительный — со стороны вывода 6 выходного трансформатора. Показание вольтметра должно быть в пределах 0,5 - 0,6 вольта. Если напряжение меньше или больше, то, поворачивая отверткой ось подстроечного резистора «баланс», установите его в указанных пределах. Запишите значение напряжения, которое Вы выставили с точностью до трех знаков после запятой.

При измерении падения напряжения на анодных резисторах соблюдайте аккуратность! Неосторожное касание одним щупом тестера любой точки схемы, включая шасси, когда второй щуп тестера подключен к анодной цепи, приведет к выходу из строя тестера. Ведь он включен на предел измерения всего 2 вольта!

После этого, замерьте падение напряжения на резисторе 10 Ом в аноде нижней по схеме выходной лампы. Причем, отрицательный щуп подключите со стороны анода нижней лампы, а положительный — со стороны вывода 1 выходного трансформатора. Отсчитайте показание вольтметра с точностью до трех значащих цифр, и запишите его рядом с первым значением. Сложите эти два значения и сумму поделите пополам. Выставьте с помощью отвертки и переменного резистора «баланс» полученное Вами расчетное значение напряжения.

Теперь еще раз замерьте напряжение на анодном резисторе верхней лампы. Убедитесь, что и там тоже имеется в точности такое же значение напряжения. Если напряжения на анодных резисторах различны, то повторите измерения, расчет и регулировку резистора «баланс» до тех пор, пока не выставите на анодных резисторах обеих выходных ламп одинаковые напряжения. Как только это у Вас получилось, — регулировка закончена. Выключите усилитель, подождите пока лампы остынут (а конденсаторы разрядятся) и аккуратно затяните стопорную гайку подстроечного резистора.

Если же для установки одинаковых напряжений не хватает диапазона регулировки резистора, то необходимо заменить одну их выходных ламп. У этой пары оказался слишком большой разброс параметров. Далеко не все купленные Вами лампы окажутся пригодными для качественной работы в двухтактном усилителе. Разброс параметров радиоламп для этой схемы не должен превышать 10 процентов. В противном случае, при регулировке, Вы не сможете сбалансировать схему, и усилитель будет искажать громкие звуки. Поэтому, необходимо либо покупать подобранные пары радиоламп, либо производить их подбор самостоятельно, приобретая заведомо большее число ламп и выбирая из них те пары, при включении которых схема усилителя будет балансироваться наиболее точно (по центру резистора «баланс»). Идеальными парами можно в некотором приближении считать лампы, которые при смене их местами не требуют балансировки и обеспечивают одинаковые токи анода.

Ну и помните, что при смене ламп выходного каскада его регулировку следует повторять заново.

Эксплуатация. Ламповый усилитель в процессе своей работы греется. Греются радиолампы, силовой трансформатор и дроссель. Греются почти все резисторы, расположенные в подвале шасси. Греются довольно сильно. Но при этом все радиодетали для ламповых конструкций предназначены для работы при повышенных температурах. Поэтому для лампового усилителя в процессе его эксплуатации не нужны вентиляторы, однако, необходимо естественное, конвекционное охлаждение. Главное для обеспечения правильного температурного режима лампового усилителя — это дать ему естественный контакт с окружающим воздухом. То есть, либо усилитель должен эксплуатироваться в открытом виде как он показан на фотографии, либо к нему нужно сделать сетчатый или решетчатый защитный корпус, который будет свободно пропускать воздух ко всем элементам его конструкции. Причем, доступ воздуха необходим и к элементам в подвале шасси. Поэтому нельзя ставить усилитель на глухую поверхность. Либо под него нужно подложить поперечные рейки, сечением 15 — 15 мм из любого твердого материала, либо, закрыв подвал шасси снизу металлической решеткой, установить на нее ножки, которые будут обеспечивать нужное расстояние от опорной поверхности, до боковых кромок шасси. Ламповый усилитель нельзя помещать в закрытый корпус, в котором, отсутствует приток внешнего воздуха. В таком случае радиодетали перегреются и быстро выйдут из строя.

В отличие от транзисторных усилителей, которые можно не выключать сутками, неделями и месяцами (имеется ввиду профессиональная аппаратура), попросту забыв про них, с ламповыми усилителями необходима внимательность и аккуратность. Включил, прогрел полчаса, послушал; закончил слушать — выключил! Однако, включать и выключать усилитель каждый час тоже не следует. Частые включения и выключения вредны для ламп, пожалуй, побольше, чем длительная работа. Увы, радиолампы не вечные, и требуют к себе уважения! И имеют свой хоть и довольно длительный, но ограниченный ресурс. Мало того, в процессе эксплуатации параметры радиоламп плавно деградируют. Поэтому не стоит забывать про включенные ламповые усилители и расходовать попусту ресурс радиоламп. Ну, и иногда, в процессе эксплуатации нужно проверять балансировку усилителя.

А теперь подключайте к усилителю источник сигнала, акустическую систему, включайте его, дайте лампам прогреться 20 - 30 минут, и наслаждайтесь мягким, нежным и бархатным ламповым звучанием!

Литература.
1. С. Комаров, «УМЗЧ на “телевизионных” лампах с трансформаторами ТН». «Радио» № 12 за 2005 год и № 1 за 2006 год.
2. http://www..html

Набор деталей для сборки этого усилителя можно приобрести в магазине журнала "Радио" по адресу: г. Москва, Селиверстов переулок дом 10, стр. 1. (1 этаж, в холле первая дверь налево): kits.radio.ru

Если же Вам хочется чтобы этот набор деталей Вам выслали посылкой по почте, тогда надо обратиться в компанию «Чип-набор»: www.chipnabor.ru , телефон: +7 916 080 2446, E-mail: [email protected]

1. Мягкое, детальное и чистое звучание
2. Прекрасная передача вокала, сцены и объема
3. Простая конструкция, не требует настройки
4. Полный комплект защит, реализованный на кристалле микросхемы
5. Высокая концептуальность – в роли токового буфера выступает вакуумный двойной триод. Достигнута максимальная линейность ФЧХ и АЧХ, использовано инвертирующее включение с Т-ООС.
6. Основа – популярная МС LM3886 производства National Semiconductors
7. Средняя мощность – 68 Вт/4 Ом. Пиковая – 135 Вт.

Усилительные микросхемы серии LM обладают наилучшим звучанием среди аналогов. Это относится и к флагманским моделям разного уровня, таких как LM1875, LM3876 и ее логическому продолжению – LM3886. В авторской статье продолжена полемика на тему схемотехники и разработок Thorsten-а. Рассматривается усилитель на основе LM3875. Ее наилучшее звучание, стабильность и линейность достигается при инвертирующем включении. Однако это включение при работе на классическое выходное сопротивление источника обладает рядом минусов. Вкратце: с увеличением частоты растет нелинейность АЧХ и фазы. Это обусловлено тем, что при инвертирующем включении сигнал должен поступать от источника тока, а CD-плееры и звуковые карты имеют выходное сопротивление около 200 Ом. Источник тока на полевых транзисторах тоже отпадает ввиду высоких потерь, высокой входной емкости и выраженной нелинейности. С этой задачей удачно справляется токовый буфер на триоде.

Кроме того, такого рода буфер имеет коэффициент усиления по напряжению меньше 1. Виду этого глубина ООС самой микросхемы уменьшена, что также крайне благоприятно сказывается на качестве звучания. Известно, что глубокая ООС, реализованная классическим делителем, огрубляет и мертвит звук. В схеме, предложенной Расмуссеном (рис.1 ), введена Т-образная ООС, которая увеличивает входное сопротивление по инвертирующему входу и позволяет уменьшить заземляющее сопротивление по прямому входу. Минусом такого подхода является увеличение шумов и наводок, но это первое впечатление. Если разводка и экранирование усилительного блока выполнены должным образом, наводки будут практически незаметны.

Теперь рассмотрим, что меня лично не устроило в оригинальной схеме.

В качестве УМ у автора установлена LM3875. Ее недостатки – несовершенная защита, работа только на 8-Омную нагрузку, малая мощность. Вместо нее была выбрана МС LM3886 с полным комплектом защит, мощным выходным каскадом, позволяющим отдавать долговременную мощность 68 Вт и кратковременную 135 Вт в 4-Омную нагрузку. Кроме того, усилитель оснащен полным комплектом защит и встроенным режимом mute.

На выходе рис.1 присутствует ограничитель тока – проволочный SQP резистор. Система SPiKe, реализованная в LM3886, позволяет от него отказаться.

Для удобства сведения параметров каналов и уменьшения габаритов усилителя в качестве буфера использован популярный вакуумный двойной триод 6Н23П-ЕВ. Его отличают низкое напряжение питания, актуальное в данной схеме, и вместе с тем, неплохое звучание. Хотя приходится признать – в данном случае его применение далеко от классического.

Из собственных соображений в плату были внесены следующие особенности:

С учетом всех вышеизложенных соображений, схема приняла следующий вид (рис.2 ):

Здесь элементы C 1 , C 3 , C 4 а также клеммы CN 1.. CN 6 – общие для обоих каналов. На каждый канал также приходится по половине двойного триода 6Н23П-ЕВ .

Здесь на несколько секунд отвлечемся от схемотехники УМ и рассмотрим блок питания, чтобы больше к этой теме не возвращаться.

Для питания всей схемы служит четырехполярный блок питания с общей землей и независимой обмоткой нагрева, схема которого представлена на рис.3:

Диодные мосты выбираются либо готовые, либо собираются из диодов импонирующих вам типов, все от Д213 до диодов Шоттки. Для ±36 V 0,2 A – D 1 на напряжение не менее 200 В и ток не менее 4 А. Для ±27V 4 A – D 2 на напряжение не менее 100 В и ток не менее 8 А. Для накала – D 3 на любое напряжение и ток не менее 4 А. Такое, казалось бы завышение параметров неслучайно. Дело в том, что, несмотря на пиковый запас у диодов, ток во время зарядки емкостей превышает номинальный в разы. А вот цена у диодов или готовых мостов уже различается несильно, поэтому для собственного спокойствия экономить не советую.

Емкости C 1, C 2 (на напряжение не менее 50 В), C 5, C 6 (на напряжение не менее 35 В), C 9 (на напряжение не менее 16 В)– импортные электролитические типа К50-35. C 3, C 4, C 7, C 8, C 10 – типа К73-17 на 63 В.

В качестве трансформатора может использоваться любой силовой с габаритной мощностью не менее 200 Вт, удовлетворяющий указанным на схеме параметрам токов и напряжений во вторичных обмотках (ток накала не менее 0,8 А на одну лампу).

Кроме того, возможно использование двух отдельных трансформаторов. Одного – мощного для питания УМ, и другого для питания лампы. Второй может выбираться из ряда унифицированных ламповых «Т рансформаторов А нодно-Н акальных». У меня используется ТАН1 .

Итак, оба канала удалось уместить на одну печатную плату размером 130х80 мм. Собранный модуль (без дополнительных блокировочных емкостей C 8, C 9 ) выглядел так (рис.4 ).

Симпатично, правда?

Оригинальная раскладка элементов приведена на рис.5:

Теперь несколько слов о деталях и тонкостях сборки.

Резисторы

Большинство резисторов требуют подбора в пары по каналам с точностью хотя бы 1%. Этим условиям вполне удовлетворяют резисторы серии С2-23. Итак, подбора требуют R 1 , R 3.. R 9 . Причем R 1 , R 3 и R 4 лучше использовать металлопленочные типа МЛТ, ОМЛТ или импортные аналоги.

Резисторы R 2 и R 10 подбора не требуют. Могут быть типа МЛТ-0,25, С1-4 или С2-23 на 0,125/0,25 Вт. R 11 и R 12 – импортные на 2 Вт. Выходная индуктивность мотается поверх R 11 , одетого в изоляционный кембрик, проводом в эмалевой или эпоксидной изоляции диаметром 0,6-0,8 мм до заполнения и припаивается к ножкам резистора. Хотя я в данном случае резистор R 11 не устанавливал. Вместо него была запаяна катушка, намотанная на ручке надфиля и содержащая 15 витков провода диаметром 0,8 мм.

VR 1 , VR2 – сдвоенный переменный резистор. В моем случае – Тайвань на 44 клика, подобранная с точностью 0,5% из 5 штук.

Конденсаторы

C 1 , C 3 , C 8 , C 9 , C 10 – полярные электролитические типа К50-35, лучше импортные известных марок. Однако схема не содержит электролитов в звуковой цепи, что значительно улучшает звучание, уменьшает критичность элементарной базы и увеличивает надежность системы в целом.

С1 – 16 В, С3 – 100 В, С8-С10 – 50 В.

C 4 , C 5 , C 7 , C 11 – металлопленочные типа К73-17. C 4 – на 250 В, остальные – на 63 В.

С2 – металлопленочный или металлобумажный максимально доступного качества, желательно не хуже полипропиленового. Допустимое напряжение также не ниже 63 В. Хотя и с конденсатором типа К73-17 эта схема звучит отлично.

С6 – керамика, желательно без пьезо-эффекта. Типа КМ или дисковые. На крайний случай, конечно, и К10-17Б подойдут, но худший вариант представить сложно.

Активные компоненты

Усилительная ИМС LM3886 может быть заменена на аналогичные по цоколевке, с учетом особенностей каждой. Чисто теоретически, схема работает с любой МС, построенной по принципу мощного ОУ. Внимание! На корпусе МС – минус питания!

Лампа RO 1 6Н23П-ЕВ меняется на 6Н23П или импортный аналог ECC88. Устанавливается в керамическую или любую другую панельку, предназначенную для монтажа на печатной плате, либо на шасси УМЗЧ и соединяется с платой медными проводниками.

Кроме того, учитывая современные веяния в дизайне, были разработаны отдельные усилительные блоки на LM 3886 , которые устанавливаются на радиатор внутри корпуса УМЗЧ, а лампа устанавливается в специальную панельку, располагаемую на крышке корпуса. В таком варианте вся обвязка ламы (R 1 , R 2 , 2xR 3 , C 3 , C 4 ) выполняется навесным монтажом прямо на выводах панельки. А затем уже экранированным сигнальным кабелем присоединяется к блокам усиления мощности. Не забудьте заземлить экран лампы.

Печатная плата одного канала УМ дана на рисунке 6:

Поскольку на прогрев лампы уходит около 5 с, все эти 5 с вход усилителя “висит в воздухе”. В это время на выходе присутствую все мыслимые наводки и весьма ощутимый рокот. Избежать этого можно двумя способами – задействовав для задержки включения цепь mute или реле. В обоих случаях управляющим сигналом будет биполярный транзистор с RC-делителем в базе. Если задержка недостаточна, просто увеличьте номинал R 1 .

Схема такой задержки дана на рисунке 7:

Кроме того, на момент моделирования у меня под рукой валялись реле TR 81 фирмы TTI . Под них была разведена печатная плата. Ее рисунок также можно использовать в качестве ориентировочного для разводки под любое понравившееся вам реле с нормально разомкнутой контактной группой. Компоновка платы дана на рис.8.

Детали:

VR 1 – на напряжение питания обмотки реле. Можно брать чуть выше (примерно на 2 В – падение на транзисторе). В моем случае 12 В, т.е. стабилизатор 7812..7815 .

С2 – на напряжение плеча питания УМ.

С1 – выше напряжения стабилизации VR 1

Данная защита подключается к положительному плечу питания УМ (мощный трансформатор). К реле подключается отрицательный вывод питания и соединенные вместе цепи mute обоих каналов усилителя (или всех, если каналов больше).

Итак, наконец, ЗВУЧАНИЕ

Этот усилитель очень понравится поклонникам “лампового звука”. Сразу в глаза бросается отличный вокал, проработка сцены и ее невероятная для транзисторных усилителей глубина. В отличие от типичного звука LM3886, в данном включении ВЧ не замылены. Звучат очень тонко и точно. Серебро и хрусталь не размазываются, как в неинвертирующем включении. Также нельзя не отметить наличие плотного, собранного и мощного, но чрезвычайно проработанного баса, чего так трудно всегда было добиться от LM-ки. Джаз и Блюз звучат настолько проникновенно, что при прослушивании не раз ловили себя на том, что по спине бегают мурашки.

Звучание этого усилителя нельзя назвать абсолютно точным при многочастотном сигнале, однако это звучание намного приятнее слуху, чем различные “сверхлинейные” конструкции с коэффициентами искажений в тысячные доли процента.

Подытожив: Этот усилитель предназначен для музыки, а не для измерительных комплексов. Его объективные свойства сомнительны, однако его звучание и динамический диапазон настолько завораживают, что при слове “векторный измеритель нелинейных искажений” хочется плеваться.

Москва 2006 (Lincor _ nobox @ inbox . ru )

На дне рожденья моего отца я услышал, как «звучат» китайские активные колонки. Выкрученные на 80% громкости, колонки выдавали просто «непревзойдённую палитру звуков». Состав и глубина хрипов по перегрузке, заваленные верха, никакущая середина меня повергали в тихий ужас.
Я осознал, что отцу нужна новая аудиосистема для работы с компьютером и телевизором.
Ламповый усилитель - хороший подарок!

Главный вопрос - о мощности - решил очень быстро: зал 18 м 2 , значит стереоусилителя по 5 Ватт в канале будет вполне достаточно. Вспомнились комментарии к моей статье , в котором «пропагандировался» усилитель Олега Чернышёва «Покемон».
Я решил изучить его схему поподробнее. Благо, так же есть у нас на Датагоре. Схема мне понравилась, и я настроился на повторение с некоторыми изменениями.

Блок питания

Основные изменения коснулись блока питания. Схема электронного дросселя была заменена на вариант из статьи Сергея (Chugunov) . Пообщавшись с автором, я нарисовал такую схему.

Основа питания анодов строится на электронном дросселе на полевом транзисторе, включенном по схеме истокового повторителя. Общее время выхода на рабочее значение напряжения задаётся резистором R3 и ёмкостью C3. При указанной на схеме ёмкости С3 = 22 µF, анодное напряжение нарастает в течение ок. 1 минуты. Этого вполне достаточно для прогрева ламп и соблюдения бережного режима эксплуатации.

Запасы унифицированных трансформаторов у меня почти закончились, а потому в качестве анодного я использовал оставшийся ТА-69. По совету Сергея (Chugunov) я после электронного фильтра добавил П-фильтр на миниатюрном дросселе Д-232.

После диодного моста в первичном фильтре стоят две ёмкости С1 и С2, 100 µF (электролит) и 2,2 µF (плёнка), напряжение на них порядка 320 В под нагрузкой при 280 В переменного напряжения на входе диодного моста. Я использовал отдельные фильтры питания на каждый канал. Входной делитель R1/R2 отстроил на максимальное выходное напряжение. На выходе фильтра получим 303 В с уровнем пульсаций в 1,5 мВ.
На П-фильтре падает ещё около 3 В, и на выходе получилось 300 Вольт с уровнем пульсаций 0,2 мВ под полной нагрузкой. Результат отличный!

Одного накального трансформатора ТН-36 для реализации накалов всех трёх ламп от отдельных обмоток не хватило, поэтому решил шикануть и использовал сразу два накальных трансформатора – ТН-36 и ТН-30.

Сеточные отрицательные смещения выходных ламп 6П14П задаются двумя выпрямителями, выполненными на C21-R37-C22 (аналогичные элементы во втором канале). Подстройка напряжения смещения выполняется многооборотными резисторами R37 и R38 номиналом 200 Kом при выкрученных в ноль потенциометрах громкости. Использование двух диодных мостов смещения обусловлено симметрией на плате.

Полная схема

Предусилитель реализован на двойном триоде 6Н23П с автосмещением катода. Ток анода оконечных ламп 6П14П выставляется при помощи многооборотных подстроечных резисторов R37 и R38.

В качестве выходных трансформаторов я снова использовал ТП113-12В.

Рекомендуемая мощность анодных резисторов R14 и R23 равна 2 Ватта. При использовании резисторов типа МЛТ всё пройдёт гладко, а вот «китайцы» начнут гореть. Поэтому «китайцев» ставьте помощнее. Резисторов МЛТ нужного номинала я не найти не смог, поэтому заменил их на 5-Ваттные керамические.

К выходным трансформаторам подключены стрелочные амперметры со схемами измерения мощности в самой наипростейшей реализации – диод, резистор, ёмкость.

Разводка платы и монтаж

Собрав все необходимые комплектующие, и имея полное представление о размерах будущего корпуса, я приступил к разводке платы. В достатке оказались 1 Ваттные MF резисторы, поэтому плату разводил именно под них.

Я отрисовал сам корпус и все элементы, не входящие в плату. Оставшееся место использовал под плату. Размеры платы получились 382×140 мм. Найти подобный кусок стеклотекстолита было не просто, но оно того стоило.

На плате распаяны:
- Все резисторы MF мощностью рассеивания 1 Ватт, кроме тех, которые я описал выше.
- Ёмкости плёночные.
- Дроссели фильтра питания Д232. Эти миниатюрные дроссели я приобрёл на радиорынке года два назад и они наконец пригодились. Дроссели не приспособлены для печатного монтажа, поэтому закреплены на плате при помощи специальных технологических отверстий и соединены с соответствующими контактами проводниками.

- В качестве выходных трансформаторов - ТП113-12В. Они приспособлены для печатного монтажа и их установка не представляла сложностей.
- Радиаторы охлаждения для полевых транзисторов электронного дросселя типа «Ёж». В оригинале это был один большой радиатор транзистора в корпусе ТО-3. Отрезал лишнее и обработал напильником.

- Керамические ламповые панельки GZC9-Y-1 .

Их установка обратная, то есть со стороны дорожек.

Плата рассчитана под крепление на корпус при помощи 4-х штифтов, технологические отверстия под которые выведены в свободных зонах.

Запуск и настройка усилителя

Распаял все элементы на плате и запустил в режиме холостого хода блок питания. Убедился в его работоспособности. Запустил схему под нагрузкой, вывел регуляторы громкости в минимум и при помощи многооборотных резисторов R37 и R38 установил нужный ток анодов. Для этого контролировал падение напряжения на катодных резисторах R20 и R29. Выставил значение 50 мВ, что соответствует току в 50 мА.

Выходная мощность чистого сигнала до ограничения, измеренная на эквивалентах нагрузки, составила 4,3 Ватта.

На плате нет специального контакта для соединения земли с корпусом. Связано это с тем, что схема при правильной сборке не фонит абсолютно. При нулевом сигнале я выкрутил потенциометры на полную, поднёс ухо к динамику и не услышал ровно ни какого фона, даже на уровне ускользающих ощущений. А потому и соединение с корпусом решил не делать. Для тех, кто не согласен с моим мнением скажу, что всегда возможно соединить точку «Земля», предназначенную для подключения земли потенциометров и входного гнезда с корпусом. Она ближе всего к земле катодов первой лампы. Смею предположить, что при этом придётся поискать точку соединения на корпусе.

Схема собрана и отстроена, дело осталось за… многим! Ведь корпус – это настоящее испытание кривизны рук и терпения.

Сборка корпуса

Основой корпуса будущего усилителя послужил старый DVD плеер.

Болгаркой я срезал все выпуклые неровности на днище. В верхней крышке вырезал участок для установки экрана, под которым будут располагаться трансформаторы.

Из текстолита и алюминия нарезал заготовки, из которых спаял крышку-купол, накрывающий сетевые трансформаторы. Снизу «купола» просверлил 3 отверстия, через которые протянул проводники.

Перед тем как накрыть сетевые трансформаторы, на все их контакты одел термоусадочные трубки.
Резисторы искусственных средних точек накала залакировал.

На передней панели основы было много технологических отверстий под DVD-привод и различные кнопки. Щели в месте установки привода проложил картоном и залил суперклеем в несколько слоёв. Кнопки утопил и тоже залил суперклеем в несколько слоёв. Когда клей «закостенел“, обработал шкуркой и зашлифовал шлифовальной губкой. Если оставались трещины, то процесс повторял – снова заливал клеем и выводил шкуркой до идеально ровной поверхности.

На переднюю панель приклеил кусок текстолита и просверлил нужные отверстия, например под вход 6,3» и пару потенциометров.

Прорезал 2 квадратных отверстия в передней панели и установил стрелочные головки измерители мощности. В оригинале это были советские амперметры на 50 мкА. Распечатал для них и вклеил новую шкалу. Места стыка с корпусом залил суперклеем и вывел шкуркой до ровной поверхности.

На задней панели высверлил отверстия под сетевое гнездо, выключатель и предохранитель.

Терминал под выходные зажимные клеммы сделал из текстолита.

Все винты неразборных соединений я использовал впотай и зенковал отверстия под них. Винтовое соединение залил суперклеем и выводил шкуркой до ровной поверхности.

Дно корпуса проклеил лакотканью в два слоя во избежание пробоя высокого анодного напряжения от радиаторов транзисторов электронного дросселя на корпус.

Примерил плату на штифтах.

Принялся оформлять верхнюю крышку. По задумке лампы должны быть в защитных стойках, конструкцию которых я ранее уже успешно применял.

Стойки состоят из шайб диаметром 44 мм и внутренним диаметром 24 мм.

Скреплены шайбы при помощи винтов с резьбой 4 мм и гаек.

Настало время покраски. Ламповые стойки должны были иметь цвет «глянцевый металлик», все остальные элементы корпуса – «матовый чёрный» цвет.
Первым делом покрасил ламповые стойки, а заодно и прогрунтовал верхнюю крышку.

Чтобы не разбирать и не царапать защитные стойки после покраски, залепил их бумажным скотчем.

Покрасил все элементы корпуса чёрной матовой краской. Снял скотч со стоек.

Сколько я не красил и не выводил переднюю панель, всё равно проступали швы от отверстия для установки DVD-привода. Не годится! Ведь передняя панель – лицо усилителя. Потому я решил установить кусок текстолита и сделать что-то похожее на терминал, в котором размещались бы входное гнездо и потенциометры.

Инструкции