Site Loader
Posted on 06.05.2023

Бестрансформаторный ламповый усилитель • HamRadio

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

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

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

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

Описание схемы бестрансформаторный ламповый усилитель.

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

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

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

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

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

Конструкция и детали бестрансформаторный ламповый усилитель.

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

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

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

Запуск и настройка бестрансформаторный ламповый усилитель

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

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

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

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

Rickenbacker M8 — простой однотактный усилитель на лампах 6V6

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

6

1646

Rickenbacker B9A — однотактный ламповый усилитель на 6V6

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

1517

Бестрансформаторный УМЗЧ RCA OTL на лампах 6082 (25Вт)

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

2

1889

Схема двухтактного усилителя мощности Quad II на лампах KT-66

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

3

2448

Бестрансформаторный усилитель OTL на лампах 7242

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

1926

OTL — простой бестрансформаторный УМЗЧ на лампах 6336A

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

1

1

1958

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

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

1735

OTL — бестрансформаторный усилитель мощности на лампах 6C33

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

1722

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

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

1

2

1696

Схема бестрансформаторного усилителя OTL на лампах 12B4

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

1509

Ресурсы: Определено OTL


Несимметричный и двухтактный

Ведутся споры об относительных достоинствах однотактных усилителей по сравнению с двухтактными. Однотактные усилители обязаны своими «магическими» свойствами способу использования выходного трансформатора и отсутствию контурной обратной связи (здесь мы не будем рассматривать проблему нулевой обратной связи). В однотактном усилителе есть только одна силовая лампа, подключенная к выходному трансформатору. Когда он пропускает энергию постоянного тока через трансформатор, он создает магнитное поле в трансформаторе. Этот ток (и поле) составляет половину полного тока, возможного, когда усилитель находится в состоянии покоя. Магнитное поле в выходном трансформаторе никогда не должно менять полярность — оно просто меняет свою силу.

Для изменения полярности магнитного поля в выходном трансформаторе может потребоваться небольшое количество энергии; эта потеря энергии известна как «гистерезисная потеря». Энергия для обращения поля исходит от сигнала. Если вы никогда не переворачиваете поле, эта проблема исчезает. Таким образом, в однотактных усилителях относительно легко производить небольшие изменения тока через трансформатор. Это объясняет тонкую внутреннюю детализацию, которой известны однотактные усилители.

Двухтактные усилители, напротив, имеют большую полосу пропускания и мощность, поскольку двойные силовые лампы создают противоположные магнитные поля в трансформаторе (когда усилитель работает на холостом ходу), что приводит к отсутствию магнитного поля. Это увеличивает мощность и полосу пропускания, на которые способен трансформатор, но платой за это является низкий уровень детализации. Основные проблемы для слабых сигналов возникают при пересечении нуля: когда сигнал переходит от отрицательного к положительному и обратно. Для обращения поля (пусть даже небольшого) в трансформаторе требуется энергия, и эта потребность в энергии приводит к повышенным искажениям. Таким образом, двухтактным усилителям не хватает детализации низкого уровня, которую однотактные усилители имеют в избытке.

Исключение трансформатора устраняет эту проблему и любые аргументы в пользу несимметричного режима работы. Удаление трансформатора из тракта сигнала также уменьшает другие искажения сигнала. В обмотках есть распределенная емкость (нагружающая лампы), последовательная индуктивность (которая может способствовать искажению), гистерезисные потери (это означает, что где-то до 20-25% мощности усилителя используется для создания тепла) и резистивные потери в обмотки тоже.

Эти проблемы приводят к тому, что преобразователь подавляет басы, динамику и полосу пропускания. Детали теряются, а цвета тона затемняются. В больших выходных трансформаторах из-за этих проблем почти невозможно одновременно получить правильные басы и высокие частоты.

Технология OTL позволяет это исправить. Отсутствие трансформатора означает, что усилитель может передавать сигнал с той же скоростью, что и транзисторный усилитель, но со звуковым преимуществом, типичным для ламповых усилителей.

История усилителей OTL

В 1960-х и 1970-х годах OTL приобрели репутацию ненадежных, в первую очередь из-за схемы, разработанной Джулиусом Футтерманом, а затем проданной New York Audio Labs (Харви Розенбург). Схема Фаттермана в течение многих лет была наиболее публичной OTL и была известна проблемами стабильности (вызванными положительной обратной связью, вложенной в глобальную петлю отрицательной обратной связи). Во время колебаний (которые могли быть вызваны перегрузкой, отказом компонентов или даже проблемами компоновки) усилитель имел тенденцию разрушаться. В течение многих лет общественность связывала слабые стороны схемы Футтермана с OTL в целом. К счастью, современные OTL решили более ранние проблемы Futterman (по большей части) с использованием совершенно другой схемы.

На самом деле, каждый производитель, который когда-либо пытался производить усилитель Futterman, в конце концов разорялся. Публика очень требовательна к надежности. В течение 30 лет «наследие Футтермана» было самой большой маркетинговой проблемой, с которой приходилось сталкиваться любому производителю OTL.

На данный момент никакая точная история OTL не может игнорировать Музыкальные системы Atma-Sphere. Компания Atma-Sphere, основанная в августе 1977 года, была основана на радикально новом подходе к технологии OTL и приверженности современным технологиям усиления звука.

Первый практичный OTL

Самая большая слава Atma-Sphere — введение первого в мире надежного и практичного OTL. Это было достигнуто за счет использования полностью симметричной выходной схемы (известной как Circlotron; впервые разработанной в 1954 году Сесилом Холлом), что привело к низким искажениям и половине выходного сопротивления. Низкий уровень искажений означает, что требуется небольшая обратная связь или она вообще не требуется, в результате чего получается очень стабильный усилитель. Atma-Sphere также первой предложила OTL-усилитель в полностью симметричной (дифференциальной) конфигурации, допускающей симметричные и несимметричные входы (и фактически предложила первые симметричные продукты для домашнего использования).

Еще одним нововведением стало первое использование полностью симметричной схемы драйвера. Дизайн оказался довольно удачным; Atma-Sphere в настоящее время является крупнейшим и старейшим производителем OTL в мире. Кроме того, с 1950-х годов производителям OTL было выдано всего три патента; два из них принадлежат Атма-Сфере.

OTL Atma-Sphere могут управлять более широким диапазоном динамиков, чем это было возможно ранее, благодаря уменьшенному выходному импедансу. Использование с 8-омными динамиками является обычным явлением (а в случае наших более крупных усилителей также с 4-омными динамиками) с гораздо более высокими характеристиками, чем другие технологии. OTL — очень практичный выбор для взыскательных аудиофилов.

Безопасные бестрансформаторные усилители возможны? | diyAudio

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.

Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

Перейти к последнему

#1