Как работают ламповые усилители, или Особенности теплого звука / Stereo.ru
История
Радиолампы, как и другие электронные компоненты, имеют богатую историю, в ходе которой произошла заметная эволюция. Началось все в нулевых годах прошлого века, а закатом ламповой эры можно считать шестидесятые годы, когда свет увидела последняя фундаментальная разработка — миниатюрные радиолампы нувисторы, а транзисторы уже начали активно завоевывать рынок. Но из всей истории нас интересуют лишь ключевые этапы, когда были созданы основные типы радиоламп и разработаны основные схемы их включения.
Первый в мире триод изобретателя Ли де Фореста, 1908 годПервой разновидностью радиоламп, разработанной для создания усилителей, были триоды. Цифра 3 слышится в названии не случайно — именно столько активных выводов имеет триод. Принцип работы триода предельно прост. Между анодом и катодом лампы последовательно включаются источник питания и первичная обмотка выходного трансформатора (ко вторичной обмотке которого подключается акустика). Полезный сигнал подается на сетку лампы. При подаче напряжения в схему усилителя между катодом и анодом протекает поток электронов, а расположенная между ними сетка модулирует этот поток соответственно изменениям уровня входящего сигнала.
В ходе использования триодов в различных отраслях промышленности потребовалось улучшить их характеристики. Одной из таких характеристик была проходная емкость, величина которой ограничивала максимальную рабочую частоту лампы. В процессе решения этой проблемы появились тетроды — радиолампы, имеющие внутри не три, а четыре электрода. Четвертым стала экранирующая сетка, установленная между управляющей сеткой и анодом. Задачу повышения рабочей частоты это решало в полной мере, что вполне удовлетворило создателей технологии, разрабатывавших тетроды для того, чтобы радиостанции и радиоприемники работали в коротковолновом диапазоне, имеющим более высокие несущие частоты нежели средне- и длинноволновый.
Строение триодаС точки зрения качества воспроизведения звука тетрод не превзошел триод принципиально, поэтому другая группа ученых, озадаченная вопросами воспроизведения звуковых частот, усовершенствовала тетрод, используя, по сути, тот же подход — просто добавив в конструкцию лампы еще одну дополнительную сетку, располагающуюся между экранирующей сеткой и анодом. Это было необходимо для того, чтобы подавить динатронный эффект — обратную эмиссию электронов от анода к экранирующей сетке. Подключение дополнительной сетки к катоду препятствовало этому процессу, делая выходную характеристику лампы более линейной и повышая выходную мощность. Так появился новый тип ламп: пентод.
Принцип работы
Все вышеупомянутые типы ламп в том или ином виде нашли применение в аудиотехнике. При этом пытливые умы аудиоинженеров постоянно искали пути наиболее эффективного их использования. Довольно быстро они пришли к выводу, что место включения экранирующей сетки пентода в схему усилителя — это инструмент, с помощью которого можно принципиально изменить режим его работы. При подключении сетки к катоду мы имеем классический пентодный режим, если же переключить сетку на анод — пентод начинает работать в режиме триода. Это позволяет объединить два типа усилителя в одном с возможностью смены режима с помощью простого переключателя.
Так работает тетродНо и этим дело не ограничилось. В 1951 году американские инженеры Дэвид Хафлер и Харберт Керос предложили подключать сетку пентода совершенно иным способом: к промежуточным отводам первичной обмотки выходного трансформатора. Такое подключение является чем-то средним между чистым триодным и чистым пентодным включением, давая возможность комбинировать свойства обоих режимов.
Таким образом, с режимами ламп произошла та же история, что и с классами усиления, когда вслед за «чистыми» классами А и В появился комбинированный класс АВ, сочетающий сильные стороны двух предыдущих.
Обозначение разных типов ламп по ГОСТуВ том, что касается сочетания режимов работы ламп и классов усиления, они могут комбинироваться произвольным образом, что приводит к изрядной путанице и даже жарким спорам в рядах неофитов. Не добавляет ясности и тот факт, что разработчики ламповых усилителей в большинстве случаев указывают не класс усилителя, а принцип схемотехники: однотактный — SE (Single Ended) или двухтактный — PP (Push-Pull). В итоге, пентоды и тетроды нередко ассоциируют исключительно с классом АВ и двухтактной схемой в целом, а триод, напротив, считают синонимом класса А и сугубо однотактного включения. На самом же деле, ни что не препятствует переключить усилитель, работающий в классе А, в пентодный или ультралинейный режим, а на паре триодов можно собрать двухтактный усилитель, работающий в классе В или АВ.
Предпосылкой к неверным ассоциациям является частота использования тех или иных режимов в различных классах усиления. Триоды чаще используют в однотактных схемах и классе А. В свою очередь, пентоды и тетроды лучше подходят для работы в двухтактных схемах, хотя переключение их в триодный режим — реальная опция, встречающаяся на усилителях, работающих в классе АВ, и не имеющая ровным счетом никакого отношения к классу А.
Плюсы
Традиционный триодный режим работы лампы имеет как минимум одно значимое преимущество: способность работать без обратной связи. Пентодный режим имеет свои плюсы: большую линейность работы и возможность достигать более высокой мощности. Ультралинейный режим дает возможность отказаться от общей обратной связи и при этом сохранить мощность, близкую к пентодному включению. При этом триод при прочих равных обходит оба варианта по уровню собственного шума лампы.
Минусы
Слабые места одних режимов ламп вполне закономерно можно обнаружить там, где проявляются сильные места других. Триодный режим имеет меньший КПД и меньшую линейность, хуже переносит динамические нагрузки. Пентодный и ультралинейный режимы проигрывают по уровню шумов, к тому же на практике оказываются более зависимы от качества выходных трансформаторов. Пентодный усилитель невозможен без общей обратной связи, и она может понадобиться в некоторых вариантах ультралинейного режима.
Особенности
С точки зрения качества и характера звучания каждый тип ламп и каждый режим включения имеет свои особенности, настолько очевидные на слух, что даже ультралинейный режим, по факту, не стал золотой серединой. Триоды в чистом виде и триодное включение пентодов обеспечивают наиболее чистый и объемный звук до тех пор, пока дело не дойдет до энергичной музыки с быстрыми и значительными по амплитуде перепадами громкости. Иными словами — для спокойного джаза триоды подходят куда лучше, чем для прослушивания рока.
Пентодный и ультралинейный режимы, напротив, больше подходят для энергичной музыки, но в ряде случаев звучат недостаточно чисто, точно и детально. Особенно часто эти претензии относятся к пентодному режиму, а в целом характер звучания и пентодного, и ультралинейного режимов нередко сравнивают с транзисторными усилителями.
Практика
Ламповая схемотехника — дело тонкое, поэтому большинство производителей упражняются в совершенствовании какого-то одного сочетания режима работы ламп и класса усиления. Стремление разработчиков получать идеальный (согласно их представлениям) звук и следующий за этим отказ от любых альтернативных способов включения ламп вполне понятны, но при поиске испытуемого наша задача состояла как раз в обратном: иметь возможность сравнить один и тот же набор ламп как минимум в двух вариантах включения.
Это существенно сократило выбор кандидатов, однако, подходящий вариант был найден. Им стал Cayin CS-100A — аппарат, буквально созданный для разного рода экспериментов. Его конструкция допускает использование выходных ламп двух типов: тетродов KT88 и пентодов EL34. При этом есть возможность выбора между триодным и ультралинейным режимом с выходной мощностью 50 или 80 Вт на канал, соответственно. При этом схемотехника усилителя в обоих случаях двухтактная, и работает он в классе АВ.
Кроме прочего, Cayin CS-100A является хорошим примером современной реализации традиционного лампового усилителя. Он имеет классическую компоновку со съемной решеткой закрывающей лампы, несет на борту выходные трансформаторы солидных размеров, обеспечивающие не только достаточную мощность, но и широкий диапазон воспроизводимых частот. Комплектующие соответствуют современным требованиям качества: в усилителе применяются угольные резисторы, аудиофильские конденсаторы, тороидальный трансформатор питания и проводка серебряным кабелем. Монтаж при этом реализован навесным способом — так же, как это делали более полувека назад. Это является не столько данью истории, сколько способом сокращения путей сигнала. В целом, Cayin CS-100A — это аппарат, в полной мере попадающий под определение лампового High End.
Звук
Когда речь идет о High End-компонентах, особенно ламповых, не всегда удается четко провести грань между «усилитель не справился» и «так и было задумано». В конце концов, аудиоинженер в мире High End — это тоже в некотором роде художник и он имеет право на свое собственное представление о том, как должна звучать система. Избежать такого рода недоразумений помогло использование в процессе тестирования двух пар акустических систем, обладающих принципиально разными характеристиками. Специфические признаки недостатка мощности и роста искажений можно было заметить на тяжелой нагрузке и на громкости выше средней, что в общем соответствует заявленным характеристикам. С крупными полочниками или напольниками средних размеров со столь же среднестатистическими параметрами мощности, импеданса и чувствительности Cayin CS-100A вполне справится.
В триодном режиме усилитель выдает красивое, тембрально насыщенное звучание с богатым верхним и средним басом. Лучше всего звучала спокойная медленная музыка, вокал, аудиофильский джаз, камерная классика малых составов. Вполне можно было получить удовольствие от ранних Beatles и Led Zeppelin. При этом попытки послушать современный рок и металл не увенчались успехом. Звучание гитар было очень густое, тягучее, округлое и не особенно агрессивное. Самый злющий металл подавался так, словно его записывали в начале семидесятых.
Переключение в ультралинейный режим производится одним нажатием кнопки и меняет картину полностью: рок, металл, танцевальная электроника сбрасывают налет винтажности и начинают звучать не менее энергично, чем на транзисторных усилителях, работающих в классе АВ. В характере остается некоторая теплота и приятная округлость басовых нот, но в весьма умеренных количествах. На медленной музыке и малых составах ультралинейный режим не столь красив и выразителен, как триодный, музыка подается более спокойно и ровно.
Выводы
Каждый режим работы лампы в усилителе имеет свои плюсы и минусы, которые дают хорошо различимые на слух отличия в звучании. Учитывая, что ламповая техника — это всегда техника с характером, выбор усилителя, работающего в том или ином режиме (или переключение режимов на самом усилителе), является инструментом пользователя, позволяющим подобрать усилитель согласно индивидуальным предпочтениям.
Другие материалы цикла:
Как работает усилитель класса «А», или Истинный High End и много тепла
Как работает усилитель класса «АВ», или Практичность правит миром
Как работает усилитель класса «G» и «H», или На ступень выше
Как работает усилитель класса XD и XA, или Немного экзотики
Как работает усилитель класса D, или Не такой как все
Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.
Другие полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:
• Как IT-компания боролась за право продавать музыку
• Как выбрать наушники для домашней Hi-Fi-системы?
• Пластинка в подарок или бесплатная музыка для любителей колы и готовых завтраков
5 самых мощных ламповых усилителей в мире. Горячие и громкие
Горячие и громкие
В представлении аудиофилов ламповые усилители обычно ассоциируются с нежным и ласковым звучанием однотактных триодных аппаратов в классе А, не всегда способных похвастать должными мощью и напором. Однако как до появления транзисторной техники, так и после него энтузиасты создавали и продолжают создавать ламповые аудио проекты с умопомрачительными показателями выходной мощности, готовые бросить вызов любым «каменным» конкурентам! Вспомним некоторые из них.
Bob Carver Silver Seven 900
Под именем легендарного разработчика Боба Карвера, обеспечившего успех таким брендам как Phase Linear и Sunfire, сегодня выпускается линейка ламповых усилителей, венчает которую модель Silver Seven 900. Впервые моноблочный усилитель Silver Seven появился на рынке еще в 1985 году, новая же его версия вышла в 2018. Как можно догадаться по солидным размерам и россыпи ламп, аппарат весьма мощный – целых 900 Ватт на канал при любой нагрузке от 1 до 8 Ом! Помогают усилителю в этом мощнейший блок питания на 2400 джоулей, сверхмассивный выходной трансформатор и двадцать ламп KT-120, работающих в каждом канале. Драйверные и входные лампы – 12BY7A. Каждый моноблок
Philips EL5471
Знаменитый студийный Philips EL5471 был выпущен в 1955 году и на протяжении нескольких лет оставался самым мощным серийным ламповым усилителем (за исключением вещательных, разумеется). Выходная лампа – QB3,5 750, в блоке питания применялись DC G41000G, EL34 и газоразрядные DCG1/250. Вся конструкция размещалась в вертикальных стойках, блок питания занимал ее нижнюю часть. Выходная мощность одного моноблока составляла 1000 Ватт, причем компания Philips принимала заказы на усилители мощностью до 20 кВт, правда, серийно они не производились. Основное предназначение
Audio Research Reference 750 SE
Самый мощный усилитель в линейке ламповых аппаратов Audio Research на сегодняшний день. Двухтактные моноблоки выдают по 750 Ватт на канал за счет использования шестнадцати ламп KT-150, по восемь в каждом плече. В драйверном каскаде также работает подобранная пара KT-150. Пиковые значения мощности достигают 840 Ватт на 1 кГц, весит каждый усилитель 77,2 килограмма. Управление и подстройка режимов осуществляется с передней панели, там же расположены столь любимые всеми стрелочные индикаторы, отображающие уровень сигнала. Стоят монофонические усилители Audio Research Reference 750 SE порядка 70 000 долларов США за пару.
VTL MB-1250 Wotan
В данное время эта модель уже не выпускается, однако на момент своего выхода на рынок в начале 2000-х годов она произвела настоящий фурор. Надо сказать, что творения Люка Мэнли и до того всегда отличались нерядовыми показателями мощности, однако здесь он переплюнул сам себя. 1250 Ватт в тетродном режиме обеспечивают 24 лампы 6550, на входе работает двойной триод 12AT7, драйверные лампы – пара 6350. Конечно, главной фишкой модели были выходные трансформаторы собственного производства. Вес одного усилителя составлял около 100 килограммов. Для своих размеров и мощности VTL MB-1250 Wotan стоили весьма недорого – «всего» 25 000 долларов США. На сегодня в ассортименте компании VTL самым мощным усилителем является моноблочный Siegfried II, он развивает 750 Ватт.
Champ СВА-1000
В рамках данной подборки нас интересуют не только серийные усилители от признанных и крупных производителей, но и творения таких энтузиастов как, например, Джон Чамберс. Один из его известных проектов – усилитель CBA-1000 на четырех 813-х лампах с драйверами 12BH7, способный выдать до 1 кВт выходной мощности. Описание и схему усилителя можно найти по
Hi-Fi.ru
13 января 2019 года
Как подобрать ламповый усилитель? — Обзоры и статьи
Бестселлер категории
Стойки под акустику Focal Aria S 900 Stand
26 900 ₽ -7%
24 900 ₽
Ламповый усилитель почти из хлама
О преимуществах и недостатках ламповых схем усилителей низкой (звуковой) частоты, немало споров. Существуют, прямо таки целые отдельные течения лампового звука, со своими гуру, и адептами. «Только лампы, никаких полупроводников», «гибридные», «однотактные», «фанаты трансформаторов (межкаскадных)» и гибриды и подвиды. Это что касается самодельщиков, которые в любом случае заслуживают уважения. Есть еще те, для кого оболвание ближнего своего, профессия. Там совсем худо. Разумеется, везде есть исключения.
Начать пожалуй, стоит с того, что приехали мы в Пермский край искать себе местечко для жизни, в основном, с вещами самыми необходимыми и радиодетали в их число не входили. К счастью, в городе нашёлся магазинчик торгующий радиодеталями, со своеобразным ассортиментом, однако, и то что обнаружилось, было за счастье. Радиоэлементы требующиеся для усилителя на лампах, несколько специфичны, это не считая самих радиоламп. Словом, пораскинув мозгами, дал объявление в местную газету о покупке лампового радиоприемника. Много звонили, несколько отдали просто так, с условием «забрать-из-гаража-самому». Набралось аж четыре штуки, потом взбунтовались родственники, а настаивать было неловко — мы тогда временно жили у родителей, а мастерил я у бабушки в частном секторе. К счастью два радио, оказались с весьма близкими внутренностями — типовая схема усилителя НЧ на 6П14, и блок питания одинаковый. «У нашей Алёны Игоревны, внешность такая типическая-типическая».
Первой предательской мыслью, которую с трудом удалось придушить подушкой, была просто взять и перенести эти платки усилителей в отдельную коробочку и… и собственно всё. Но во первых это было бы не слишком эстетично (А как же, чуть не главная изюминка-лампы снаружи? Выпендрёж конечно, но красиво ведь). Да на печатных платах – ну уж нет. Словом, решено было от легкого пути отказаться, чай не первый раз канифоль нюхаем! Чтоб, всё как у людей… (напевая под нос) всё как у люде-е-ей. Да, хм, ну разложил на верстаке на тряпочке надерганные из радио лампы, набросал схемку, блок питания, чтоб все напряжения стабилизированы, все дела. Выходные лампы 6П14, переключение триод-пентод, выходные трансформаторы, вроде ТВЗ 1-9, входной каскад 6Н2П, но утверждение оставил на потом, после экспериментов.
Приличных ламповых керамических панелек в магазине и не видели никогда, пришлось выкручиваться.
Высокие боковые стенки, лишь отчасти для простоты. Во многом для удобства — не дурно защищает хрупкие и бьющиеся радиолампы, а учитывая предстоящую стройку в деревне, вообще не понятно где будет аппарат таскаться. Опять-же, очень удобно настраивать и переделывать — перевернул и стоит себе как вкопаный, причём и лампы не нужно вытаскивать — паяй, меряй, включай, сколько душе угодно.
Радиатор сверху для стабилизаторов, высоковольтных и накалов. Выпрямители для них в подвале шасси.
Корпус разобран, шпаклевка, шлифовка, пару слоев краски.
Сборка корпуса набело.
Смонтированы тумблеры включения питания (накал и с задержкой анодное), индикаторы питания на неоновых лампочках, ламповые панельки, переключатели режима выходного каскада – триод-пентод, и включения обратной связи.
Смонтированы выпрямители в подвале, предохранитель на задней стенке в арматуре, все подключено, осторожненько проверяем работу готового кусочка схемы прямо от сети. Лампы торчат для антуража.
Все работает, ура.
Очередь за силовым трансформатором. Этот, от того же радио. Мощности вполне должно хватить. Кожух был снят с магнитопровода, к нему припаяны четыре шпильки из длинных болтиков М6. Для установки боком в этаком лежачем положении, чтоб все провода были в подвале шасси. Катушку проварил в лаке, чтобы не гудел.
Смонтированы и уже проверены высоковольтные выпрямители, их аж четыре штуки — для каждого каскада двух каналов свой собственный. Каждый диод зашунтирован пленочной ёмкостью против помехи при переключении.
Электролитические конденсаторы здесь, в том числе и от стабилизаторов. Сами стабилизаторы будут на радиаторе сверху.
Подключены тумблеры включения питания и индикаторные неоновые лампочки. Видно сигнальные гнезда и экранированный кабель к первому каскаду.
Планка, нет не Пикатинни — Мазая. Контактная. Будет крепиться на винтах трансформатора внутри корпуса. На ней удобно распаиваются диоды выпрямителя накала всех ламп. Стабилизаторы, опять же снаружи на общем радиаторе.
Стабилизатор +5 вольт. С гнездом USB. Для удобства работы MP3 проигрывателя. Чтоб не бегать искать зарядку или компьютер. Обычная 7805, в классическом включении – два электролитических, два керамических конденсатора. Питается от выпрямителя накала.
О, трансформатор на месте. Зарядка тоже. На крепеж трансформатора нахлобучены контактные планки, на них распаяны три диодных моста с электролитами, включена зарядка для МР3-шника.
Платка со стабилизаторами. Высоковольные на дискретных элементах, три стабилизатора накала посередине — на 7806, плюс, по одному-два (подобрать) диода в общий вывод.
С другой стороны платы силовые элементы.
Причем навыворот, чтоб их прижать спиной к радиатору. Плата тоже сделана несколько оригинальным способом – на манер как с элементами SMD, чтобы со стороны радиатора не было ни дорожек, ни выводов. Высокое напряжение все таки.
Вот этому кстати.
Сверху понятно крышка, чтоб пальцами в высокое напряжение не залезть. Радиатор стандартный, игольчатый, крышка из кровельной оцинкованной стали 0,5мм.
Испытания БП. Соединения между выпрямителем и стабилизатором на живую нитку.
Самое сложное — засовывание на место и монтаж. Радиатор со стабилизаторами с другой стороны шасси. Все провода собранные в четыре пучка продеваются в отверстия и проводятся к выпрямителю. Пинцетом, с толикой терпения и внимательности. Потом начинается главная забава — искать тестером где какой конец провода и по двум схемам подключать, да чтоб не торчало ничего лишнего, да чтоб «и смотри не перепутай… Кутузов». А не то салют может быть знатный, плавали, знаем.
Это уже сами каскады усиления, собственной, так сказать, персоной. Ну, всё как у людей. Автоматическое смещение, межкаскадные конденсаторы вроде фторопластовые, полюбопытствуем.
Выходные трансформаторы.
Из радиоприемников понятно, проварены в воске с парафином, сердечник на горячую стянут в тисках через полоску резинки – чтоб, немагнитный зазор в каждом слое железа был одинаковый и минимальный. При разборке-сборке не теряем полосочку бумаги для немагнитного зазора.
И в импровизированный кожух из сгущёночной банки.
Заливаем воском, или нейтральным герметиком, или эпоксидной смолой, если не жалко.
Выходные трансформаторы на месте.
Прослушивание в бабушкиной теплице, где места побольше. А что, мне нравится.
Акустика была такая вот, акустическое оформление – «закрытый корпус», играет хорошо, но чувствительности маловато, приходится выходной каскад в основном включать пентодом.
Это с кожухом на радиаторе.
Поработав некоторое время, перегорел один из выходных трансформаторов, пришлось переделывать на другие.
Проваривание катушек в лаке (как потом выяснилось, напрасно).
Стягивание магнитопровода через резинку, для одинаковости зазора в слоях железа. Не забываем бумажную прокладку в сердечнике. Ну и пластины собираются не «в перекрышку», а так — Е прокладка I.
Выходной трансформатор в сборе.
Кронштейны трансформаторов образовали этакий подвальчик, в него преотлично поместились по маленькому тумблеру включающих обратную связь.
В таком виде усилитель работал около двух лет. Существенных замечаний к нему не было.
Следующая инкарнация усилителя через несколько лет. В руки попали пара ламп г-807 с панельками и анодными колпачками.
Заодно, было решено несколько смягчить квадратно-гнездовой дизайн. Сделаны пара шаблонов для фрезерной машинки, отфрезерованы боковушки. Всё равно, роль удобной подставки при переворачивании и защиты ламп частично утрачена — лампы здоровенные и нахально торчат через забор.
Заменен силовой трансформатор на более мощный, введено фиксированное смещение выходного каскада, источник питания для него. Убраны выпрямители и стабилизаторы напряжения накала – у Г-807 он слишком мощный, 7806 не справятся.
Обновленный внешний вид.
Играет хорошо, насколько позволяет судить об этом акустическая система. Последние изменения были совершены более 5 лет назад. Усилитель работает в мастерской, каждый день около трети суток.
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
Представляю вам уважаемые посетители, схему проверенного лампового усилителя для компьютера. При всей своей простоте и главное, дешевизне и доступности всех деталей, данный усилитель в течении нескольких лет красовался на столе возле LCD монитора и вызывал в друзьях зависть и восторг.
Сейчас наступили такие времена, что всё в магазинах есть. И десятки сортов колбасы, и сотня моделей мобилок, и практически любые радиоэлектронные устройства и приборы по доступной цене. Но есть одна из немногих вещей, которая до сих пор отсутствует на полках магазинов, но является признаком элитности и показателем профессионализма в домашнем медиацентре: ламповый усилитель. Вы спросите — А почему бы не купить готовый? Как известно, самые дешёвые экземпляры тянут на пол тысячи баксов, и такое удовольствие будет для многих слишком дорогим. Но не для вас! Если вы дружите с паяльником, и руки растут откуда надо, и сгибаются в нужную сторону, всё что необходимо для сборки такого усилителя, это любой советский ламповый чёрно-белый телевизор. Пусть даже нерабочий.
Уже имеется? Отлично! Из него нам понадобится два звуковых трансформатора — используем кадровый и выходной УНЧ; сам трансформатор питания, типа ТС180 — ничего в нём перематывать уже не надо; две лампы 6Н14П или 6Н15П — выходные пентоды; две лампы 6Н2П или 6Н23П — для каскада предварительного усиления; алюминиевые конденсаторы электролиты для фильтра питания; панельки для установки в них ламп и всякая мелочь — резисторы, конденсаторы.
Самой трудной частью сборки будет корпус. Это вам не пластмассовая коробочка под платку с парой микросхем. Здесь нужен обязательно металлический, а ещё лучше алюминиевый красивый и эксклюзивный корпус. Не просто глухой прямоугольник, а нечто эстетичное, в стиле рояля, для выставления на показ ламповой начинки.
Схема простая, проверенная даже не тысячу, а наверное миллион раз многими людьми. К номиналам деталей совсем не критичная — если по схеме конденсатор допустим 0.1 мкф, то можно ставить от 0.03 до 1 мкф. Конечно какой-нибудь заядлый монстр — аудиофил может месяцами играться и настраивать номинал каждой детали, для получения коэффициента гармоник и нелинейности на уровне 0.00000…1, но мы хотя-бы просто заставим этот усилитель зазвучать, а там видно будет – может и усовершенствуем.
Принцип действия: на лампе 6Н2П собран предусилитель по каскодной схеме с динамической нагрузкой, в цепи катода стоит резистор такого сопротивления, чтоб обеспечить ток лампы около 2-3 мА. Через качественный, а не первый попавшийся разделительный конденсатор 0.1 мкФ на 250 В, сигнал поступает на оконечный каскад усилителя выполненный на пентоде 6П14П. В анодную цепь включен звуковой трансформатор, со вторичной обмотки которого сигнал подаётся на колонку. Кстати их можно подключать хоть стоваттные — будет только лучше.
Питание 270 В берётся с выпрямителя на диодах с максимальным напряжением 500 В и током 500 мА. Например коричневые советские диодные мосты КЦ402 или КЦ 405. Можно поставить и импортные, 4 штуки типа IN4007. Ёмкость фильтра чем больше тем лучше. Поставили 300 мкФ — хорошо, 500 мкФ — прекрасно. Резистор на 30 Ом 2 ватта можно для уменьшения фона и пульсаций заменить дросселем ДР-0.38, выдранным из того-же телевизора. В общем при замкнутом на массу входе, даже прислоняя ухо к динамикам — не должно быть слышно никакого фона. Регулятор громкости в этом, как и во многих моих усилителях отсутствует. А зачем? Ведь это лишние шумы и наводки, а громкость звука, эквалайзер и баланс, можно крутить и на компьютере или дивидишнике. Если кому-то данной мощности звука будет недостаточно, обратите внимание на более мощный ламповый УМЗЧ на 50 ватт.
Если чего не понятно — задавайте вопросы на ФОРУМЕ
Схемы усилителей⚡️Современный ламповый усилитель на двух лампах
В современный исторический период, с точки зрения технологии, можно отнести к цифровой эре. Цифровые технологии в фотографии, звукозаписи, телевидении, радиосвязи, навигации, в ’’умном доме” и пр. — реалии нашего времени. Наряду с компьютерными средствами связи и передачи информации, они предоставили возможности, о которых раньше нельзя было и мечтать. В определённом смысле можно говорить об охвате этой технологией всего нашего быта и производства.
В последнее время численность любителей хорошего звука стала увеличиваться за счёт поколения, рождённого в цифровую эру и не заставшего ни виниловых дисков, ни магнитофонов. В значительной мере этому способствует тот факт, что большую часть музыки современный человек прослушивает через головные телефоны с мультимедийного плейера или смартфона, а в стационарных условиях — через нехитрую акустическую систему телевизора или компьютера с простыми однокристальными УМЗЧ.
Тем не менее с претензией на лучшее звуковоспроизведение известный производитель компьютерного железа тайваньская компания АОреn в 2002 г. выпустил материнскую плату АХ4В-533 Tube со звуковым трактом на лампе и несколькими “аудиофильскими” конденсаторами MultiCap, резисторами Vishay и проводами Cardas.
Причём лампу поставили нашу, российскую Sovtek 6922 (6Н23П). Затем была конструкция АОреn AX4GE Tube-G [1], с предварительным усилителем на трёх лампах и деталями попроще. И всё — эта инициатива подхвачена не была. В самом деле, чтобы повлиять на звуковоспроизведение кардинально, мало применить только буферный ламповый каскад, да и решение проблем теплового режима и режима питания лампы сразу увеличивает стоимость изделия.
Что же можно сделать в этом направлении? Ответ — применить полноценный ламповый усилитель мощности. Каким требованиям должен соответствовать УМЗЧ? Безусловно, ламповый усилитель звука должен быть построен в соответствии с определёнными правилами, сложившимися в результате вековой практики лампового звуковоспроизведения, с учётом современных технологий.
По возможности он должен быть несложным, иметь достаточную выходную мощность и хорошие параметры, разумные габариты и массу. Вопрос теплового режима и энергопотребления тоже может оказаться актуальным. В общем, понятный набор требований, зачастую находящихся в противоречии друг с другом.
В отличие от транзисторной схемотехники, ламповая традиционна. Придумать что-то прорывное сложно. Первая мысль при взгляде на схему лампового УМЗЧ — как всё просто! Но секрет хорошего звука, как правило, не в каком-то необычном схемотехническом решении, а в тщательной проработке конструкции и правильном выборе используемых элементов. Один из принципов ламповой схемотехники — звуковой тракт должен быть максимально коротким, а число каскадов усиления — минимально.
Хотя на практике не всё так уж однозначно, тем не менее, при прочих равных условиях, два каскада усиления предпочтительнее, чем три. Малокаскадность — одно из преимуществ ламповой схемотехники. От лампового каскада можно получить большой коэффициент усиления, при этом число каскадов усиления минимально.
Отсюда и особая звуковая панорама: музыкальные инструменты и голоса расположены по всему акустическому пространству. При прослушивании АС с “правильным” ламповым усилителем через некоторое время о громкоговорителях просто забываешь, их как бы нет, звук растворяется в пространстве, мозг перестаёт ассоциировать их с источником звука (конечно, при соответствующем качестве записи исходной фонограммы).
Итак, два каскада лучше, чем три. Тогда один лучше, чем два? Но может ли УМЗЧ иметь один каскад усиления? В середине прошлого века были устройства, в которых УМЗЧ построен всего на одной лампе — пентоде 6П9, например, в телевизорах “Рекорд-12”, “Енисей”. Применяли его и в любительских конструкциях усилителей.
Изначально эта лампа предназначалась для выходных каскадов широкополосных усилителей, в частности, в видеоусилителях телевизионных устройств [2]. Тем не менее любители лампового звучания успешно применяют эту лампу в звуковом тракте в предоконечном и выходном каскадах. Кроме того, лампа до сих пор доступна и недорога.
Пентод 6П9 имеет восьмиштырьковый (октальный) цоколь и металлический ударопрочный корпус. Зарубежные аналоги — 6L10 и 6AG7. По основным параметрам (но, увы, не по звучанию) к 6П9 близка отечественная пальчиковая лампа 6П15П (причём мощность рассеяния на аноде — до 12 Вт).
Благодаря большой крутизне (10… 11 мА/В) и высокому внутреннему сопротивлению (80…100 кОм) пентод 6П9 обладает усилением, достаточным для построения однокаскадного усилителя мощности! С одной лампы при входном напряжении 1,5В эфф можно получить выходную мощность до 2 Вт при коэффициенте гармоник около 4 %. Но проблема в том, что анодная нагрузка при этом должна быть примерно 10 кОм.
Трансформатор для лампового усилителя
Изготовление трансформатор для лампового усилителя непростое дело. Но если использовать две лампы, включаемые параллельно, чувствительность усилителя не изменится, но эквивалентное сопротивление нагрузки уменьшится вдвое. Выходная мощность, естественно, в два раза больше. Изготавливать выходной трансформатор для лампового усилителя для эквивалентной нагрузки сопротивлением 5 кОм уже проще. Видимо, подобным образом рассуждал и автор конструкции [3]; приведённая там схема усилителя и была взята за основу.
Схема усилителя смотрите выше. Схема одного канала стереофонического усилителя с блоком питания представлена на сайте www.radiochipi.ru рис. 1. Это однотактный ламповый усилитель мощности на двух пентодах, включённых параллельно, без ООС, с фиксированным смещением, обеспечивающим анодный ток каждой лампы 30 мА. Можно использовать и автоматическое смещение. Для этого в цепь катода каждой лампы следует включить резистор сопротивлением 68…100 Ом (подбирают для каждой лампы по анодному току) мощностью 0,5 Вт, зашунтированный оксидным конденсатором ёмкостью 500…1000 мкФ на номинальное напряжение 16 В.
От качества этого конденсатора в значительной степени зависит звучание. Третью сетку при этом соединяют с катодом, туда же нужно присоединить и нижний по схеме вывод стабилитрона VD7.Пентод 6П9 на выходе УМЗЧ — определённый вызов современным представлениям, в соответствии с которыми считается, что хорошее звучание можно получить, применяя только триоды либо пентоды и тетроды в триодном включении. Действительно, триод более линеен и его внутреннее сопротивление меньше (соответственно меньше и индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора).
Но максимальная выходная мощность такого усилителя на 6П9 снижается, уменьшается и чувствительность. С другой стороны, существует немало сторонников пентодных усилителей, утверждающих, что музыкальные произведения определённых жанров лучше звучат именно с пентодными усилителями. Кроме того, главный козырь описываемого усилителя в том, что он однокаскадный, а перевод ламп в триодный режим потребует второго каскада усиления. И сложно сказать заведомо, что будет звучать лучше: двух- либо трёхкаскадный УМЗЧ на триоде или однокаскадный на пентоде [4].
Нужно отметить, что при параллельном включении ламп требуется их подбор. Ведь в таком усилителе лампы работают как бы “дуэтом”. И результат во многом зависит от того, насколько хорошо они подобраны, сделать это самому несложно, имея возможность их выбора; 6П9 — лампа не дорогая. Основное отличие схемы усилителя на рис. 1 от приведённой в [3] — это наличие стабилизатора напряжения для второй (экранирующей) сетки. Контрольное прослушивание показало, что введение стабилизатора заметно улучшило звучание.
Дело в том, что линейность пентода очень сильно зависит от стабильности напряжения на второй сетке, а на больших амплитудах сигнала напряжение на второй сетке тоже начинает меняться. Конденсатор фильтра между сеткой и общим проводом не всегда справляется с таким явлением (на самых низких частотах). В этой конструкции применён параметрический стабилизатор на шести стабилитронах КС524Г и одном КС512А на общее напряжение 150 В. Цепь стабилитронов зашунтирована конденсаторами МБГО ёмкостью 4 мкФ и оксидным ёмкостью 100 мкФ на 160 В (Jamicon).
Вместо цепи стабилитронов можно применить один КС650А. При этом для двух каналов необходимо подобрать два с нужным напряжением стабилизации и установить их на теплоотводы (рассеиваемая мощность — 1,5…2 Вт). Стабильное напряжение для второй сетки можно обеспечить также с ламповым (на СГ13П) или транзисторным стабилизатором. Резисторы R3, R4 в анодных цепях служат для контроля анодного тока при налаживании. Падение напряжения на них в милливольтах численно равно току анода в миллиамперах.
После налаживания их можно исключить. Выключатель питания SA1 включён последовательно с сетевой обмоткой трансформатора. Для увеличения срока службы ламп, с целью их защиты от подачи анодного напряжения в непрогретом состоянии, непосредственно в цепь анодного напряжения установлен ещё один выключатель SA2.
Детали и узлы. Обычно для предотвращения возможных возбуждений на высоких частотах входной сигнал подаётся на управляющие сетки через “антизвонные” резисторы сопротивлением 1…3 кОм. В данной конструкции в сеточной цепи отдано предпочтение применению дросселей. Сравнительное прослушивание усилителя с резисторами БЛП, а затем с дросселями ДМ2,4-20 индуктивностью 20 мкГн в сеточных цепях выявило некоторое преимущество дросселей. Подобные дроссели можно намотать и самостоятельно на ферритовых кольцах, число витков ориентировочно 10—15.
Вместо дросселя можно использовать ферритовые трубки диаметром 3 мм, которые надевают на сигнальный провод, идущий к лампе. Их можно найти на старых компьютерных платах или в импульсных блоках питания. Такая трубка может увеличивать индуктивность проводника (например, эмалированного обмоточного провода) до 10…20 мкГн.
В данной конструкции применён импортный переменный резистор R1 (спаренный). Лучше поставить сдвоенный переменный резистор ALPS RK27 стерео (Blue Velvet) японской фирмы ALPS Electric. Постоянные резисторы можно применить любые из серий С2-23, С2-29, ВС, БЛП.
Если в качестве источника сигнала для этого усилителя предполагается использовать исключительно компьютер, то в этом случае можно вообще обойтись без регулятора громкости на входе усилителя, регулируя уровень входного сигнала непосредственно с компьютера, реализовав так называемый “короткий тракт”.
Особенностью усилителя является отсутствие межкаскадных разделительных конденсаторов. Здесь же есть лишь конденсатор во входной цепи — полиэтилентерефталатный К73-17. В данной конструкции применены самодельные выходные трансформаторы (рис. 2) на броневом ленточном магнитопроводе из стали Э310, соответствующем типоразмеру ШЛ20х32, площадь сечения — 6,4 см².
Он наиболее близок к трансформатору ОСМ 1-0,063 промышленного производства. Для первичной обмотки использован обмоточный провод диаметром 0,23 мм, для вторичной — 1 мм. Для указанного на схеме режима работы сопротивление нагрузки, приведённое к первичной обмотке, немного более 4,8 кОм. Индуктивность первичной обмотки для расчётной граничной частоты fн = 40 Гц должна быть 19…20 Гн, что соответствует примерно 5000 витков.
Коэффициент трансформации n = 31 для нагрузки сопротивлением 4 Ом и n = 22 — для 8 Ом. В одном слое катушки можно уложить до 180 витков первичной обмотки и до 40 витков вторичной обмотки. Таким образом, 5040 витков первичной обмотки можно намотать в 22 слоя, а 160 витков вторичной (для нагрузки 4 Ом) — в четыре слоя. Добавив к ней ещё 69 витков, трансформатор можно использовать на нагрузку 8 Ом.
Учитывая, что добавочная обмотка предназначена для нагрузки 8 Ом, её можно намотать более тонким проводом. Для получения достаточной широкополосности усилителя обмотки выходного трансформатора должны быть оптимально секционированы. Секционирование уменьшает индуктивность рассеивания трансформатора, но чрезмерное секционирование приводит к росту межобмоточной ёмкости, а также к ограничению полосы пропускания в области высоких частот. Ёмкость можно снизить, увеличивая толщину межобмоточной изоляции, но при этом уменьшаются коэффициент заполнения и потокосцепление между обмотками.
Триод обладает малым внутренним сопротивлением; для него основной проблемой является индуктивность рассеяния, поэтому первичную обмотку триода разбивают на 4—5 (а то и более) секций, между которыми укладывают секции вторичной обмотки, которые, обычно, соединяют параллельно. Внутреннее сопротивление пентода велико, влияние индуктивности рассеяния незначительно. Основной проблемой для него является межобмоточная ёмкость, поэтому чрезмерное секционирование, наоборот, может ограничить полосу пропускания.
В отличие от усилителей на триодах, трансформаторы пентодных усилителей не подвергают значительному секционированию. Во многих пентодных усилителях середины прошлого века вторичную обмотку просто укладывали между половинками первичной обмотки. По этой же причине, если анодное напряжение выходной лампы не превышает нескольких сотен вольт, в качестве межобмоточной изоляции лучше использовать бумагу, а не лавсан, фторопласт и иные синтетические материалы.
В данной конструкции применён следующий способ укладки: вначале уложено шесть слоёв первичной обмотки по 180 витков в слое (1080 витков), затем два слоя вторичной (80 витков), потом 11 слоёв первичной обмотки (1980 витков), ещё два слоя вторичной и остальные 11 слоёв первичной обмотки. Затем домотано 69 витков для обмотки на нагрузку 8 Ом. Между собой включают последовательно не только секции первичной обмотки, но и вторичной.
При таком секционировании вторичную обмотку удобнее наматывать отрезками провода относительно небольшой длины. Кроме того, секции вторичной обмотки невозможно сделать одинаковыми, наводимые в них ЭДС всегда немного отличаются. Последовательное соединение обмоток снимает эту проблему.
Каждую следующую секцию обмотки начинают наматывать с той стороны, где закончилась предыдущая. Таким образом, первичная обмотка содержит 5040 витков, вторичная — 160 + 69 витков. Намотку производят виток к витку. Межслойная изоляция — один слой обычной бумаги (например, из тетради), межобмоточная — два-три слоя. Ленты изоляции должны быть на 5 мм шире расстояния между щёчками.
По их краям ножницами делают насечки для того, чтобы они легли между щёчками без складок. Это надёжно изолирует слои и секции друг от друга. Для уменьшения влияния подмагничивания постоянным током обмоток магнитопровод трансформатора собирают с зазором. С этой целью между его П-образными частями кладут вставки из бумаги толщиной 0,1 мм.
В зависимости от качества используемой в трансформаторе стали, окончательную толщину прокладки можно подобрать на финальном этапе налаживания усилителя по минимуму искажений и сохранению уровня сигнала на самых низких частотах, наблюдаемому на экране осциллографа.
Источник питание лампового усилителя
Питание лампового усилителя, в конечном счёте, определяет его энерговооружённость. Трансформатор питания достаточной мощности, мостовой полупроводниковый выпрямитель, дроссели в сглаживающем фильтре, конденсаторы фильтров — это всё, от чего напрямую зависит качество звука.
Самый простой вариант — применение готового унифицированного трансформатора. В данном случае оказался подходящим и был использован анодно-накальный ТАН43-220-50К. Помимо сетевой обмотки, он содержит четыре обмотки на напряжение 56 В и ток 150 мА, две обмотки на 12,6 В (ток 150 мА) и две накальные обмотки 6,3 В (1,65 А). Для получения необходимого анодного напряжения обмотки по 56В были включены последовательно (соединения обмоток показаны на схеме), а каждая накальная обмотка питает пару ламп одного канала.
Одна из оставшихся обмоток использована как источник отрицательного смещения на управляющие сетки ламп. Кроме ТАН43, также подойдут ТАН28, ТАН29, ТАН42 и любой другой сетевой трансформатор с подходящими напряжениями обмоток и габаритной мощностью не менее 60 Вт. Резисторы R6— R9, традиционно включаемые параллельно нитям накала, образуют искусственную среднюю точку, уменьшая фон переменного тока. К одной из накальных обмоток через гасящий резистор R13 подключён светодиод индикации включения усилителя.
В анодном выпрямителе применены диоды MUR4100E, также можно использовать любые “быстрые” диоды на соответствующее напряжение. Из отечественных подойдут КД226В—КД226Е. В этом случае параллельно каждому диоду полезно подключить конденсатор ёмкостью 10 нФ на номинальное напряжение не менее 400 В. В выпрямителе смещения можно использовать любые выпрямительные диоды. Стабилитрон VD16 — любой на напряжение стабилизации 5…6В, например КС156А.
Подстроечные резисторы R11, R12 — СП4-1 (СПО-0,15), подойдут очень удобные многооборотные СП5-2, СП5-3. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-23
или их аналоги. В анодном выпрямителе желательно использовать конденсаторы Jamicon или Samsung. Дроссели L3, L4 в этой конструкции установлены готовые импортные на ток 80 мА, сопротивлением 180 Ом, вместо которых можно применить дроссели от старых ламповых телевизоров, например Др5-0.08. В качестве выключателей применены спаренные микропереключатели МТД-3.
Конструкция усилителя. Ламповый усилитель своими руками собран на П-образном шасси размерами 335x150x50 мм. На верхней части шасси, прикрытой дюралюминиевой фальшпанелью, размещены трансформаторы и лампы. Сетевой трансформатор прикрыт стальным кожухом размерами 90x90x100 мм. Вокруг выходных трансформаторов, по углам, установлены стойки квадратного сечения, к которым прикреплены дюралюминиевые пластины, прикрывающие выходные трансформаторы. Получившийся короб имеет внешние размеры 90x94x240 мм.
По периметру шасси облицовано отделочным ламинированным уголком с внешними габаритами 50x174x352 мм (рис. 3). Облицовка — из дубовых или берёзовых дощечек, покрытая лаком, только прибавит изделию респектабельности. В задней части корпуса расположены клеммы для подключения проводов кабелей к АС. На лицевой части шасси установлены регулятор громкости, выключатели анодного и сетевого напряжения, индикаторный светодиод.
Лицевая часть также прикрыта дюралюминиевой фальшпанелью размерами 58×184 мм. Все металлические поверхности покрашены термопорошковым способом. Надписи нанесены методом лазерной гравировки и зачернены (рис. 4). Разводка проводов и монтаж усилителя внутри шасси показаны на рис. 5. Сборку усилителя начинают с установки ламповых панелей, сетевого и выходных трансформаторов, дросселей, плат блока питания и разводки накальных цепей, которые проведены толстыми (сечением 0,5 мм²) свитыми проводами.
Цепи накала максимально удалены от входных цепей усилителя. Все детали блока питания смонтированы на трёх печатных платах рис. 6—рис. 8. Часть мелких деталей усилителя смонтирована навесным монтажом. Некоторые детали припаяны непосредственно к выводам ламповых панелей, а основная их часть смонтирована на лепестках монтажной платы. В качестве общего провода использован лужёный медный провод, установленный на изоляционных стойках между монтажной платой и ламповыми панелями.
Шасси электрически соединено с общим проводом около входных разъёмов. Цепи от входных разъёмов к регулятору громкости и от регуляторов громкости к входу усилителя разведены экранированным проводом минимальной длины.
Учитывая уровень входного сигнала, входные цепи можно развести и обычной витой парой. В этом случае провода пары используют как сигнальный и общий.
Налаживание усилителя. Налаживание усилителя заключается в установке и выравнивании тока покоя ламп. Контроль анодного тока осуществляется с помощью милливольтметра, по падению напряжения на резисторах R3 и R4 (примерно 30 мВ). При этом желательно осуществлять контроль формы выходного сигнала по осциллографу на эквиваленте нагрузки, на низкочастотном краю полосы звуковой частоты и на частоте 1000 Гц, по максимальной линейности выходного сигнала, особенно на предельной мощности усилителя, подбирая более точно ток покоя небольшим изменением напряжения смещения подстроечными резисторами R11, R12.
Подбор ламп в пары можно осуществить непосредственно в усилителе. Для этого устанавливают все четыре лампы и на их управляющих сетках резисторами R11, R12 выставляют напряжение смещения равным -3 В и фиксируют их анодный ток. Лампы переставляют так, чтобы их токи в парах были наиболее близкими. Затем для одной пары ламп производится снятие зависимости их анодного тока, в интервале 10…50 мА с шагом 5…10 мА от напряжения смещения на их управляющей сетке. Результаты записывают в таблицы (Ia = f(Uсм)).
Полученные таблицы для всех имеющихся ламп позволят более точно подобрать лампы в пары в рабочем интервале их анодного тока. Естественно, все измерения необходимо проводить в отсутствии входного сигнала. Лампы предварительно следует прогреть не менее получаса.
После подбора ламп и окончательной установки их токов покоя можно осуществить более точно подбор толщины немагнитной прокладки в магнитопроводах выходных трансформаторов.
При этом оптимальную толщину зазора определяют по визуальному контролю формы выходного сигнала на экране осциллографа как компромисс между амплитудой выходного сигнала и его формой на низкочастотном краю полосы. Однозначных рекомендаций здесь дать невозможно, всё зависит от качества трансформаторной стали, намотки трансформатора, его формы и размеров. С большим сечением магнитопровода, как правило, можно расширить область усиливаемых низких частот.
Об измеренных параметрах усилителя. Параметры усилителя по современным меркам могут показаться скромными. Номинальная выходная мощность — 3 Вт, максимальная — 4 Вт (при входном напряжении 2В), по современным меркам совсем немного. Но это ламповые ватты! В силу плавного, мягкого ограничения амплитуды выходного сигнала в лампах, по сравнению с транзисторами, эта мощность эквивалентна десятку транзисторных ватт, по субъективному восприятию звука. Этот феномен хорошо знаком любителям лампового звука.
Для комфортного прослушивания лампового усилителя в современных квартирах с правильной АС, как правило, достаточно 1… 1,5 Вт. Полоса рабочих частот по уровню -3 дБ равна 20…20000 Гц. На рис. 9 представлен спектральный состав выходного сигнала одного из каналов, при выходной мощности 1 Вт. На рис. 10 — то же при выходной мощности 3 Вт. Гармонические искажения — THD в англоязычной аббревиатуре, точнее коэффициент гармонических искажений, THD+N — то же плюс шумы усилителя, выраженные в процентах.
Полученные значения искажений (4 %) являются неплохим результатом для лампового усилителя. Конечно, современные транзисторные усилители имеют более низкие искажения, но их формальное сравнение, без учёта спектрального состава сигнала, лишено всякого смысла.
В силу особенностей двухтактных схем современных транзисторных усилителей, в них подавлены чётные гармоники, что приводит к формальному снижению значения коэффициента гармоник. Но преобладание нечётных гармоник, особенно третьей при отсутствии второй, негативно влияет на субъективное восприятие звучания.
Эксперименты показали, что более благоприятно на слух воспринимаются фонограммы, воспроизводимые усилителями, в спектре искажений которых гармоники плавно спадают по мере их номера, но их спектр должен быть коротким. В отличие от транзисторного, такое звучание не утомляет, обогащая звучание вокала и музыкальных инструментов.
Контрольные прослушивания оркестровых фонограмм показали, что усилитель обеспечивает хорошую панораму звучания, инструменты находятся каждый на своём месте, причём их звучание локализовано не только в горизонтальной плоскости, но и в глубину, и по высоте. Отсутствует какая-либо привязка звука к громкоговорителям. Конечно, всё это справедливо только при соответствующем качестве записи. Все огрехи фонограммы сразу становятся заметными.
Громкоговорители для пентодного УМЗЧ. Не пытайтесь использовать ламповый усилитель с напольными мощными АС “Jamo” или советскими S90. Это верный путь к дискредитации ламповых усилителей небольшой мощности. Эти многополосные АС рассчитаны для работы с транзисторными усилителями выходной мощностью до 50… 100 Вт и малым выходным сопротивлением. Они малочувствительны (84…86 дБ/Вт/м) и имеют сложный частотно-зависимый импеданс. Ламповые усилители, а особенно пентодные, этого не любят.
Лучшим вариантом АС для пентодного УМЗЧ считается АС с одной широкополосной динамической головкой, имеющей характеристическую чувствительность 92…93 дБ/Вт/м. Такие головки могут быть установлены на акустической панели или в открытом корпусе. Например, головки Fostex FE206E, Fostex FE207E имеют достаточную чувствительность, и для них рекомендовано сложное акустическое оформление (как правило, с обратным рупором).
Аналогичные головки Visaton BG 20/8, BG 17/8, имеющие пониженное значение полной добротности, рассчитаны, как правило, на оформление с фазоинвертором. Кроме того, большинство таких современных динамических головок рассчитано на более высокую мощность, нежели может обеспечить описываемый УМЗЧ, поэтому их потенциал не будет полностью реализован. К таким изделиям можно отнести и широкополосные динамические головки Supravox.
Из отечественных изделий можно использовать старые динамические головки небольшой мощности. К ним относятся пользующиеся заслуженной популярностью у любителей лампового звука отечественные широкополосные головки 10ГДШ-1 (10ГД-36К), имеющие чувствительность 93 дБ/Вт/м, не требующие сложного акустического оформления. Такую головку можно установить в открытый или закрытый корпус, а также на акустической панели достаточных размеров (шириной 40…50 см и высотой 80…120 см). Если их подвес повреждён, его можно заменить новым, который можно приобрести через рекламные предложения в Интернете.
Недорогим вариантом для АС являются и динамические головки 4ГД-35, которым многие отдают предпочтение при прослушивании гитары. В качестве ВЧ-звена к ним можно использовать высокочастотные головки 2ГД-36, включённые через конденсатор ёмкостью 2…3 мкФ. На рубеже 60-70-х годов прошлого века Рижским радиозаводом имени А. С. Попова выпускались ламповые радиолы “Симфония”, “Симфония-2”, “Симфония-003”. Применявшиеся там НЧ-головки 5ГД-3 RRR и 6ГД-2 RRR (“Симфония-003”) до сих пор высоко ценятся и могут быть использованы при создании АС. Их ещё можно приобрести на интернет-аукционах.
Если ламповый усилитель предполагается использовать совместно с компьютером, а АС должна располагаться в непосредственной близости, то в этом случае громкоговорители должны иметь небольшие размеры. Лучшим бюджетным вариантом в этом случае может стать применение динамических головок ЗГД-38, устанавливаемых в отечественных телевизорах. Достать их совсем не сложно, и в правильном акустическом оформлении они переиграют многие компьютерные АС.
Если в ваши планы не входит изготовление АС, то среди прочих хорошим вариантом может быть использование полочных громкоговорителей. Требования по чувствительности остаются прежними. С ламповым УМЗЧ можно использовать акустические системы 15АС-109, 25АС-101. В этом случае я бы рекомендовал исключить встроенные в них фильтры, присоединив ВЧ-головку к НЧ-головке через разделительный бумажный конденсатор ёмкостью 2…4 мкФ.
В заключение нелишне ещё раз подчеркнуть, что ламповые усилители с выходным каскадом на пентодах или лучевых тетродах звучат лучше с широкополосными головками. Высокое выходное сопротивление пентодно-тетродных УМЗЧ в этом случае уменьшает их интермодуляционные искажения.
В области основного резонанса динамической головки необходимое демпфирование следует обеспечить повышением акустического сопротивления излучения. Для этого можно рекомендовать обёртывание корзины НЧ-головки демпфирующим материалом (плотной тканью) или изготовлением ПАС при открытом акустическом оформлении.
Самодельный ламповый усилитель своими руками
Сегодня у нас полезная самоделка для ценителей хорошего звука: высококачественный ламповый усилитель сделанный своими руками
Здравствуйте!
Решил я собрать двухтактный ламповый усилитель (уж очень руки чешутся) из, накопившихся у меня за долгое долгое время деталей : корпус, лампы ,панельки к ним , трансформаторы и прочее.
Надо сказать, что всё это добро мне досталось даром (безвозмездно тобишь ) и стоимость моего нового проекта будет 0.00 гривен ,а если что-то надо будет докупить по мелочи , куплю уже за рубли (так как начал я свой проект в Украине , а закончу уже в России).
Начну описание с корпуса.
Когда-то это был ,судя по всему, неплохой усилитель фирмы SANYO модель DCA 411.
Но послушать мне его не довелось так как достался он мне в жутком грязном и нерабочем виде, перекопан до нельзя и горелый сетевик на 110 В (японец, наверное) закоптил все внутренности. Вместо родных микросхем оконечного каскада какие-то сопли из советских транзисторов (это фото из интернета хорошего экземпляра). Короче, я всё это выпотрошил, и стал думать. Так вот , ничего лучшего чем запихать туда ламповик я не придумал (уж довольно много места там ).
Решение принято . Теперь надо определяться со схемой и деталями. У меня есть достаточное количество ламп 6п3с и 6н9с .
Ввиду того, что однотактник я уже собирал на 6п3с ,мне захотелось больше мощности и ,порывшись в просторах интернета, я выбрал эту схему двухтактного усилителя на 6п3с.
Схема самодельного лампового усилителя (УНЧ)
Схема взята с сайта heavil.ru
Надо сказать, что схема, наверное, не самая хорошая, но ввиду её относительной простоты и доступности деталей решил остановиться на ней. Выходной трансформатор (фигура важная в сюжете ).
В качестве выходных трансформаторов решено использовать «легендарный» ТС-180. Сразу камнями не кидайтесь (приберегите их до конца статьи 🙂 ) я и сам в глубоких сомнениях о таком решении , но учитывая моё стремление не тратить ни копейки на этот проект продолжу.
Выводы транса для моего случая я соединил вот так .
(8)—(7)(6)—(5)(2)—(1)(1′)—(2′)(5′)—(6′)(7′)—(8′) первичка
(10)—(9)(9′)—(10′) вторичка
на соединение выводов 1 и 1′ подается анодное напряжение, 8 и 8′ на аноды ламп.
10 и 10′ на динамик. (это я не сам придумал, нашел в интернете). Чтобы развеять туман пессимизма я решил проверить частотную характеристику трансформатора на глаз. Для этого собрал такой стенд на скорую руку.
На фото генератор ГЗ-102 , усилитель BEAG APT-100 (100V-100W), Осциллограф С1-65, эквивалент нагрузки 4 Ом (100W), ну и сам трансформатор. Кстати, на сайте есть онлайн калькулятор расчитывающий резистор для подключения светодиода.
Ставлю 1000 гц размахом 80 (примерно) вольт и фиксирую напряжение на экране осциллографа (около 2 в). Далее увеличиваю частоту и жду когда напряжение на вторичке транса начнет падать. Тоже самое делаю в сторону уменьшения частоты.
Результат меня, надо сказать, порадовал АЧХ практически линейна в диапазоне от 30 гц до 16 кГц , ну я думал, что будет намного хуже. Кстати, усилитель BEAG APT-100 имеет повышающий трансформатор на выходе и его АЧХ , возможно, тоже не идеальна.
Теперь можно собирать все до кучи в корпус со спокойной совестью. Есть задумка сделать монтаж и компоновку внутри в лучших традициях, так называемого, моддинга (минимум проводов на виду) и еще не плохо было бы сделать подсветку светодиодами как в промышленных экземплярах.
Блок питания самодельного лампового усилителя.
Сборку начну с блока питания заодно опишу его. Сердцем блока питания (да и всего усилителя, наверное) будет тороидальный трансформатор ТСТ-143, который я в своё время (года 4 назад) выдрал с мясом из какого-то лампового генератора прямо в то время, как его уносили на свалку. Больше к сожалению ничего не успел L жалко такой генератор, а может он еще и рабочий был или починить можно было … Ладно что-то я отвлекся. Вот он силовик мой .
Конечно в интернете нашел схему на него.
Выпрямитель будет на диодном мосте с фильтром на дросселе для анодного питания. И 12 вольт для питания подсветки и схемы задержки анодного напряжения. Дроссель вот такой у меня.
Его индуктивность составила 5 генри (если верить прибору) , что вполне достаточно для хорошей фильтрации. А диодный мост нашелся вот такой.
Его название BR1010. (10 ампер 1000 вольт). Все начинаю выпиливать усилитель. Думаю — будет как-то так.
Размечаю и вырезаю отверстия в текстолите под панельки для лампочек.
Получается неплохо 🙂 пока мне всё нравится.
Дальше начинаю придумывать как же расположить на этом текстолите все детальки.
И так , и эдак . сверлим пилим 🙂
Началось что-то вырисовываться.
Нашел в старых запасах фторопластовый провод и сразу же все альтернативы и компромиссы по поводу провода для монтажа исчезли без следа 🙂 .
Такой вот получился монтаж. Всё как бы «кошерно» накалы перевиты, земля в одной ,практически, точке. Должно работать.
Пришло время городить питание. После проверки и прозвонки всех выходных обмоток транса припаял все необходимые провода к нему, и начал устанавливать согласно принятому плану.
Как известно, в нашем не легком радиолюбительском деле никуда без подручных материалов : так пригодился контейнер от киндер-сюрприза.
И крышка от нескафе и старый компакт диск
Далее устанавливаю выпрямитель и элементы фильтра питания.
Конденсаторы я повыдирал из плат телевизоров и мониторов. Все емкости не менее 400 вольт (знаю, что надо бы побольше, но не хочу покупать).
Мост шунтирую емкостями (какие были под рукой, наверное, поменяю потом)
Многовато получается, ну да ладно, под нагрузкой просядет 🙂
Выключатель питания использую штатный от усилителя (четкий и мягкий ).
С этим готово. Хорошо получилось 🙂
Подсветка для корпуса лампового усилителя.
Для реализации подсветки была куплена светодиодная лента .
И установлена следующим образом в корпус.
Теперь свечение усилителя будет видно и в дневное время. Для питания подсветки я сделаю отдельный выпрямитель со стабилизатором на какой-нибудь КРКЕН подобной микросхеме (что найду в хламе) , от которого планирую запитать схему задержки подачи анодного напряжения.
Реле задержки.
Порывшись в закромах родины, я нашел вот такую совершенно нетронутую штуку.
Это радио-конструктор реле времени для фотоувеличителя .
Собираем, проверяем, примеряем.
Время срабатывания выставил около 40 секунд , а переменный резистор заменил постоянным. Дело идет к завершению. Осталось все собрать вместе, поставить морду , индикаторы и регуляторы.
Регуляторы (переменники на входе)
Говорят, от них может сильно зависеть качество звука . Короче я поставил вот такие
Сдвоенные по 100 кОм . так как у меня их два ,то я решил запараллелить выводы получив тем самым 50 кОм и повышенную стойкость к хрипам 🙂
Индикаторы .
Индикаторы я задействовал штатные, со штатной подсветкой
Схема подключения была мною беспощадно выкушена с родной платы и также задействована.
Вот что в итоге у меня получилось.
При проверке мощности усилитель продемонстрировал напряжение на выходе 10 вольт неискаженной синусоиды частотой 1000гц на нагрузку 4 ома (25 ватт) одинаково по каналам , что порадовало 🙂
При прослушивании звук был кристально чистым без фона и пыли , что называется, но чересчур мониторным, что ли? красивым, но плоским.
Я наивно полагал, что он без тембров заиграет, но …
При использовании программного эквалайзера удалось получить очень красивое звучание, которое всем понравилось. Спасибо всем большое !!!
Автор статьи «самодельный ламповый усилитель своими руками» Вячеслав Ткаченко.
Возможно Вас заинтересуют следующие материалы:
