Ламповый предварительный усилитель с трансформаторным выходом. Предварительные ламповые унч схемы своими руками. Ламповый усилитель своими руками: пошаговая инструкция, схемы, материалы. Схема выпрямителя питания лампы
На волне большого интереса к ламповой технике хочу описать конструкцию лампового предусилителя "для самых маленьких". Или для не самых маленьких, но не имеющих времени для серьёзного углубления в ламповую схемотехнику, но желающих попробовать "ламповый звук" и посмотреть на приятное тёплое свечение ламп в темноте. Однозначно - характеристики данной конструкции более чем скромные, но при этом она весьма функциональна и - самое главное - не требует особых навыков для сборки и не содержит дорогих и редких элементов.
В основе конструкции - распространённая советская радиолампа 6Ж1П - "высокочастотный пентод с короткой характеристикой". Его развёрнутые характеристики и особенности применения легко найти в интернете, в частности, на сайте, которым я сам пользуюсь - Магия ламп . Его главная особенность, благодаря которой мы выбираем именно его - способность работать с низким напряжением. Да, если вы интересуетесь ламповыми конструкциями - вы непременно должны знать, что анодное напряжение в большинстве из них - сотни вольт, а значит нужен анодный трансформатор, дорогостоящие конденсаторы на большое напряжение, выходной (по-сути понижающий) трансформатор и, в конце концов, меры предосторожности и навыки при сборке. Вторая - не менее важная - уникальная дешевизна и доступность. Все остальные детали - стандартные пассивные элементы. Заказать отдельно придётся, разве что только, линейный стабилизатор на 6В LM7806 (о нём - отдельно), но - и то - его можно заменить на регулируемый стабилизатор LM317 или вообще на конструкцию с транзистором и стабилитроном.
Итак, по порядку.
Данное устройство считается предварительным усилителем весьма условно из-за довольно низкого (единицы) коэффициента усиления, зависящего от напряжения питания. Основная функция устройства - согласование по уровню и выходному сопротивлению источника сигнала с нагрузкой, и, конечно же, внесение в сигнал небольшого уровня специфических искажений, свойственных ламповой технике.
Источником стерео
сигнала для него может быть проигрыватель, цифро-аналоговый преобразователь (возможно, в составе звуковой карты) или электронный музыкальный иснтрумент (в т.ч. с высоким выходным сопротивлением). Выход с устройства подаётся
непосредственно на оконечный усилитель, или любое устройство с линейным входом.
Схема
Собрать данный прибор при наличии под рукой всех деталей можно действительно за один вечер с учётом корпусных работ (даже таких, как сверление больших отверстий под ламповые панельки). Корпус, к слову, настоятельно рекомендую взять металлический. Работы с электроникой займут едва ли час.
Действительно, на один каскад (в конструкции их два - на правый и левый канал ) приходится всего лишь лампа (V1/V2 ), резистор в анодной цепи (R3/R5 ) и разделительный конденсатор на выходе (C3/C4 ). Помимо этого - потенциометр (R2/R4 ) для регулировки уровня входного сигнала (рекомендую линейный потенциометр сопротивлением приблизительно 50кОм - 100кОм), разделительный конденсатор на вход - по желанию (лично я ставить не стал).
Остальная часть схемы - цепи питания. C1, R1 и С2 - фильтр питания и линейный стабилизатор DA1 . На микросхеме DA1 стоит немного остановиться. Она нужна для того, чтобы на накал радиоламп поступало не более требуемых 6,3В. В данной конструкции я использовал наиболее близкую по напряжению LM7806 выдающую 6В. Как я писал выше, можно заменить её другими решениями (о них, если будет потребность, расскажу отдельно ). Так же можно было, конечно, сделать отдельное питание накала и отдельное питание анода. Это дало бы нам несколько больше возможностей, но - в то же время - значительно усложнило бы конструкцию . Зато при таком включении вся схема может питаться от стандартного адаптера напряжением 12-18В .
Теперь несколько очень важных слов об источнике питания. Как я писал выше, коэффициент усиления схемы и динамический диапазон тем выше, чем выше напряжение питания . Однако здесь есть ограничения. Максимальное анодное напряжения ламп учитывать не будем - оно довольно высоко, будем ориентироваться на слабое звено схемы - стабилизатор. Максимальное напряжение, которое можно подавать на его вход - 35В , максимальный ток - 1А. Нити накала двух ламп в сумме потребляют около 300мА . Казалось бы, запас довольно приличный. Однако на практике - чем больше потребляемая сила тока и входное напряжение - тем больше выделяет тепла стабилизатор . Точные тепловые характеристики и допуски приведены в даташитах. Поэтому максимально допустимое напряжение питания будет отчасти определяться теплоотводом (радиатором), на который будет установлен стабилизатор.
В моей конструкции, например, в качестве рассеивающей поверхности задействован металлический корпус устройства - микросхема через термопасту прикручена к стенке. К слову, изоляционная прокладка не потребуется если вы, как в большинстве классических решений, соедините корпус с минусом питания (в нашей конструкции питание однополярное и "минус" будет являться "массой" и, соответственно, экранировать схему). Корпус рассеивает тепло не слишком хорошо (за час работы не сильно, но ощутимо нагревается), поэтому я ограничил напряжение питания 12В. Если установить стабилизатор на достаточно массивный радиатор (только, пожалуйста, не переборщите! основная идея конструкции - компактность !!! ), то напряжение можно увеличить до 18-20В. Достигать предельного значения 35В категорически не советую, поскольку при них значительно сокращается срок службы элемента и вскоре он может выйти из строя от перегрева!
Зелёные цифры на схеме рядом с выводами лампы - это номера электродов. Расположение электродов на стандартной семиконтактной панели приведено ниже.
На всякий случай здесь же - назначение контактов у линейного стабилизатора.
Ну и, наконец, сама конструкция.
Подойдёт любой металлический корпус размером с пачку сигарет. В моём случае это был некогда D-Link Media Converter. При помощи конусного сверла я сделал два больших отверстия диаметром 22мм панельки. Монтаж решено было делать навесным. Для подобной конструкции печатная плата - это совершенно излишнее. С таким количеством радиоэлементов хватило всего две контактные колодки по 10 контактов, и те не были задействованы полностью.
Не забываем про соединение земли "звездой" - все отводы, идущие по схеме на "массу" должны соединяться в одной точке с питанием и корпусом. Правда, опять же, для столь простой схемы с низким анодным напряжением данный принцип не критичен, хотя и стоит приучать себя соблюдать его везде. Опытные электронщики наверняка укажут мне, что провода внутри не разложены так, как это делают в сложных и дорогих усилителях. Конечно, стремиться к этому стоит, но не спроста я написал ещё в заголовке - "...за один вечер". С такими условиями уже не до перфекционизма, но - с другой стороны - я считаю, это хорошая демонстрация того, что справится со сборкой устройства даже самый начинающий радиолюбитель.
Вот и всё. Правильно собранная конструкция работает сразу. Лично я звуком вполне доволе - уровню, по крайней мене, соответствует. Питать можно от обыкновенного адаптера, как уже писалось выше, напряжением 12-18В, но - желательно - стабилизированным. В этом случае будет снижена вероятность наводок по питанию. Слушал через Soundtech Series A на Quested S6, сигнал подавал с E-mu Tracker.
Этот модуль предварительного усилителя с входным коммутатором был разработан французом JL. Vandersleyen для совместной работы с аудиофильскими усилителями мощности любого уровня. Он реализован на пентоде 6Ж32П (аналог EF86), позволяет подключить до четырёх источников сигнала и обеспечивает усиление в 16 дБ . Небольшая отключаемая НЧ-коррекция позволяет компенсировать влияние помещения прослушивания.
Внешний вид конструкции показан на рисунке:
(Увеличение по клику)
Технический характеристики усилителя:
Полоса частот (при неравномерности 1дБ) 10 Гц — 100 кГц
Полоса частот (при неравномерности 0,1дБ) 20 Гц — 50 кГц
Активная коррекция (см. описание) + 3 дБ на 50 Гц
Время нарастания <2 мксек
Искажения <0,1% при амплитуде сигнала 1 В в полосе 100 Гц — 10 кГц (на частоте 1 кГц типичное значение 0,03%)
Максимальный выходной сигнал ~30 В при искажениях до 2% (THD)
Глубина обратной связи — 18 дБ
Соотношение сигнал / шум> 90 дБ
Входное сопротивление 50 кОм
Выходное сопротивление непосредственно усилителя — 5кОм
Выходное сопротивление схемы — потенциометр 100K с логарифмической характеристикой
Разделение каналов > 50 дБ
Входы — RCA
Питание: 6V — 400 мА / 320 В постоянного тока — 7 мА
Размеры 135 х 100 х 30 мм
Благодаря довольно компактным размерам, блок может быть встроен в шасси готового усилителя или использоваться как самостоятельное устройство (с внешним блоком питания).
На рисунке 1 показан принцип работы каскада усиления.
Часть выходного сигнала подается обратно — на вход, в противофазе, для жесткого контроля коэффициента усиления схемы. Таким образом, отрицательная обратная связь глубиной 18 дБ снижает общий коэффициент усиления с +34 дБ до +16 дБ при одновременном снижении собственных искажений каскада.
Из-за уменьшения влияния RC-цепи обратной связи (C11, R31) на низких частотах, усиление схемы в этом диапазоне возрастает. При указанных значениях в 220 кОм и 3,3 нФ обеспечиваются прирост усиления на 3 дБ для частот ниже 100 Гц.(см. далее по тексту)
Предварительный усилитель реализован на пентоде 6Ж32П , который разрабатывался специально для применения во входных каскадах магнитофонов и отличается низким микрофонным эффектом и высокой линейностью.
Характеристика лампы имеет отличную линейность при напряжении смещения -3 В, и анодном напряжении от 50 В постоянного тока, напряжение на второй сетке 180В, на третьей — 0 В (характеристика выделена красным):
(Увеличение по клику)
Принципиальная схема
Схема предварительного усилителя показана на рисунке:
(Увеличение по клику)
Один из четырёх входов выбирается галетным переключателем S1. На схеме не указаны номиналы резисторов R1, R5, R9, R13, они выбираются, исходя из требуемой чувствительности входа.
Входное сопротивление усилителя составляет 50 кОм. Относительно низкое входное сопротивление лампы за счёт отрицательной обратной связи уменьшается ещё больше. Потому входное сопротивление схемы определяется в основном номиналом резистора R19.
Собственное усиление лампы 50, за счёт обратной связи уменьшается до 6,5.
Собственные искажения лампы за счёт ООС снизились до 0,03% при амплитуде сигнала 1В на выходе.
Обратите внимание, что собственный шум лампы , за счёт обратной связи не уменьшается, но при выбранных режимах получаются очень низким: отношение сигнал / шум превышает 90 дБ.
В цепь обратной связи добавлена RC-цепь, чтобы компенсировать потерю усиления на низких частотах, которая обычно возникает из-за недостаточного объёма помещения прослушивания. Как указывалось в начале статьи, подъём составляет 3 дБ для частот ниже 100Гц.
Если подобная функция вам не нужна, элементы C11-C12, D1, K1-K2 можно не устанавливать, а резисторы R31-R32 заменить перемычками.
Установка регулятора громкости на выходе предварительного усилителя
является оптимальной для минимизации
соотношения сигнал / шум. При этом риск ввести каскад в режим ограничения исключён, так как для получения максимальной амплитуды сигнала на выходе в 30 В нужен входной сигнал амплитудой 4,6В! (редкий источник способен выдать)
Питание предварительного усилителя.
Напряжение накала ламп подается на контакты на печатной плате. Благодаря этому можно скоммутировать нити накала параллельно, тогда потребуется напряжение 6-6,3 В при токе потребления 400 мА. Или можно соединить нити накала обеих ламп последовательно, тогда потребуется напряжение 12В с током 200мА...
По анодному напряжению усилитель потребляет 7 мА. Если пересчитать номинал резистора R33, можно запитывать усилитель напряжением от 300 до 320 В постоянного тока.
Для включения НЧ-коррекции требуется напряжение +24 В постоянного тока для управления двумя 12-вольтовыми реле.
Конструкция предварительного усилителя
Печатные платы
Все элементы схемы, включая входные разъёмы, реле, галетный переключатель, регулятор громкости монтируются на печатных платах. (рис. 5). Все соединения выполнены на разъёмах, за исключением цепей накала, которые запаиваются непосредственно в плату.
Основная плата
Монтажная плата не имеет особенностей, на ней смонтированы все элементы схемы. Сначала запаиваются 7 контактов 1,3 мм (см. фото конструкции) , затем тринадцать перемычек. Остальные остальные элементы устанавливаются в порядке номеров схемы, последними монтируются потенциометр и галетный переключатель.
Общий провод (земля) подключается между двумя двойными входными разъемами RCA.
Вид платы со стороны проводников:
(Увеличение по клику)
Расположение элементов на плате:
(Увеличение по клику)
Плата ламп
Плата впаивается в основную плату усилителя посредством 5-мм контактов под углом 90 градусов.
Чертёж платы представлен на рисунке ниже:
Расположение элементов на плате ламп показано на рисунке:
Включение
Для проверки усилителя потребуется блок питания на 6 или 12 В для цепей накала и 320 В для анодного напряжения.
При первом включении высокое напряжение желательно подавать от регулируемого источника.
Контрольные значения напряжений указаны на схеме.
При подаче на вход сигнала амплитудой 300 мВ на выходе должен быть сигнал амплитудой около 2 В.
Для проверки НЧ-коррекции потребуется источник +24В.
При включенной коррекции подъём сигнала частотой 60Гц
должен составлять 3 дБ
.
Результаты измерений
Результаты измерений представлены на осциллограммах ниже.
Реакция усилителя на импульсный сигнал показывает его хорошую устойчивость и малое время нарастания фронтов:
(Увеличение по клику)
Частота среза составляет около 140 кГц при спаде -1дБ.
Уровень искажений при уровне сигнала 1 В меньше чем 0,03%.
Спектральное распределение гармоник и шумов представлены на спектрограммах:
(Увеличение по клику)
Обратите внимание, что в спектре доминирует вторая гармоника
. При этом её уровень ниже -70 д
Б, что исключает «бархатистый» окрас (свойственный ламповым усилителям, так называемый, тёплый звук) сигнала.
Задача любого усилителя — усиливать сигнал, не внося в него каких-либо изменений.
Этот усилитель с этим справляется отлично!
Общий уровень шумов усилителя до регулятора громкости составляет -90 дБ.
На графике показана АЧХ при включенной цепи НЧ-коррекции:
(Увеличение по клику)
Обратите внимание на низкое влияние коррекции на АЧХ и ФЧХ усилителя. Темброблок Бэксандэла (довольно классическая схема) имеет гораздо большее влияние на выходной сигнал.
Детали конструкции.
Резисторы:
R1, R2, R5, R6, R9. R10, R13, R14: подбираются по необходимой чувствительности входов (или перемычки)
R3, R4, R7, R8, R11, R12, R15, R16, R17, R18: 470 кОм / 0,5 Вт / 1%
R19, R20: 47кОм/1/0,5Вт/1%
R21, R22: 150 кОм / 2 Вт/ 5%
R23, R24: 100 кОм/2 Вт / 5%
R25, R26: 47 кОм/2 Вт / 5%
R27, R28: 1,2кОм/1/0,5Вт/1%
R29, R30: 360 кОм /0,5Вт/ 1%
R31, R32: 220 кОм / 0,5 Вт / 1%
R33 1 кОм/2 Вт/ 5%
Конденсаторы
C1, C2: 1мкФ/50 В / 5 мм,
C3, C4: 1 мкФ / 250 В / 5 мм,
C5, C6: 0,1мкФ/50 В/ 5 мм
C7, C8: 100мкФ/ 6,3 В/ 3, 5 мм,
С9, С10: 470 нФ / 400 В / 15 мм C11,
C12: 3,3 нФ / 100 В / 5 мм
C13: 10 мкФ/400 В/ 5 мм
Разное:
Лампа: V1, V2 — 6Ж32П (EF86)
Диоды: D1 -1N4007
Переменный резистор: P1- 100 кОм (Log/ALPS)
Реле: K1, K2 — SIL / Meder SIL12-1A72-71L
Галетный переключатель: S1 — 5P/2C /Lorlin PT6422
Тумблер: S2 — NKK B12AH
Разъёмы: RCA (сдвоенный) — 2шт., RCA (одинарный) — 1шт.
Заключение
Предварительный усилитель на лампе 6Ж32П получился абсолютно прозрачным для звука, не вносящим ламповой «теплоты» и «бархотистости», со стабильным коэффициентом усиления и низким уровнем шумов.
Небольшая НЧ-коррекция позволяет компенсировать ослабление сигнала в низкочастотной области помещением прослушивания, а компактные размеры конструкции позволяют встроить её в уже готовый усилитель.
Статья подготовлена по материалам журнала Electronique Pratique.
Удачного творчества!
Коротко, в основном фото (перезалил в хорошем качестве). Сразу скажу, что опыта и познаний в радиотехнике было мало, сделал много ошибок. Не являясь фанатичным любителем теплого лампового звука, для меня был интересен сам процесс сборки.
Самое сложное - найти выходные трансформаторы. Себе купил уже готовые от усилителя ТУ-100М (долго не выбирал, взял какие были). Каркас делал из алюминиевого профиля и запасом по прочности немного переборщил.
Верхнюю часть корпуса сделал из 3мм стали. Отверстия для трансформаторов и ламп были вырезаны лазером. Дно тоже было вырезано из 2мм стали с вентиляционными отверстиями:
Передняя панель из куска алюминия:
Схема
Оконечный усилитель собран по двухтактной схеме на двух лампах Г-807. Предварительный усилитель содержит два каскада усиления, собранных на двойном триоде 6Н9С (зарубежный аналог 6SL7).Достоинства 6Н9С:
1) Лампа изначально разработана для звукового применения;
2) Два триода в баллоне;
3) Высокая линейность;
4) Широкое распространение, невысокая цена.
Недостатки 6Н9С:
1) Высокое внутреннее сопротивление.
Предоконечный усилитель (промежуточное звено между однотактным и двухтактным усилителями) собран по фазоинверсной схеме на двойном триоде 6Н9С, основное назначение –формирование из входного сигнала двух взаимно противофазных, равных по амплитуде сигналов. В схеме ТУ-100М лампа усиливает входной сигнал и усиленное ею напряжение поступает на сетку лампы первого плеча двухтактного усилителя.
Часть выходного напряжения первой лампы фазоинверсного усилителя подается на вход второй лампы этого усилителя. Напряжение, усиленное второй лампой фазоинверсного усилителя, поступает на сетку лампы второго плеча двухтактного
усилителя. Таким образом для первого плеча двухтактного усилителя сигнал проходит через одну лампу, а для второго через две.
Было бы лучше, если напряжение, подаваемое на вход первого плеча, было бы равно напряжению на вход второго плеча. Сделал немного другую схему, с измененным фазоинверсным каскадом.
Преимущества:
1) Пониженные требования к фильтрации напряжения питания;
2) Крайне низкий уровень шумов;
3) Равные выходные напряжения плеч.
На форумах нашел еще один вариант:
Панельки для ламп 6Н9С:
В корпусе усилителя собран ЦАП с возможностью подключения к компьютеру по USB:
Наладочный вариант:
Экраны трансформаторов, первые наброски на бумаге:
Вырезаны из 2мм стали:
После подгонки напильником и шлифовки:
Еще немного фотографий:
Немного почистил:
Цена: неоправданно дорого.
Проще купить готовый за 4-5 тыс руб. Но если кому-нибудь будет нужно, могу скинуть файлы для резки и для печатных плат.
— большинство ценителей качественной музыки, умеющие обращаться с паяльным оборудованием и имеющие определенный опыт по ремонту радиотехники, могут попробовать своими силами собрать ламповый усилитель высокого класса, который обычно называют Hi-End. Ламповые аппараты такого типа относятся во всех отношениях к особенному классу бытовой радиоэлектронной аппаратуры. В основном они обладают привлекательным дизайном, при этом ничего не закрыто кожухом — все на виду.
Ведь понятно, чем больше видно установленный на шасси электронных компонентов, тем больше авторитет у аппарата. Естественно и параметрические значения лампового усилителя существенно превосходят модели выполненные на интегральных или транзисторных элементах. Вдобавок к этому, при анализе звучания лампового устройства все внимание отдается персональной оценке звука, нежели изображению на экране осциллографа. К тому же отличается незначительным набором используемых деталей.
Как выбрать схему лампового усилителя
В случае выбора схемы предварительного усилителя не бывает особых проблем, то при выборе подходящей схемы оконечного каскада могут создаться затруднения. Ламповый усилитель мощности звука может иметь несколько вариантов исполнения. Например бывают аппараты однотактные и двухтактного типа, а также имеют различные режимы работы выходного тракта, в частности «А» либо «АВ». Выходной каскад однотактного усиления является по-большому счету образцом, потому как находится в режиме «А».
Этот режим работы характеризуется наименьшими величинами нелинейных искажений, но КПД у него не высокий. Также и мощность на выходе такого каскада не очень большая. Следовательно, при необходимости озвучивания внутреннего пространства средних размеров потребуется двухтактный усилитель, с режимом работы «АВ». Но когда однотактный аппарат может быть выполнен только лишь с двумя каскадами, один из которого предварительный, а другой усиливающий, то для двухтактной схемы и ее корректной работы понадобится драйвер
Но если однотактный ламповый усилитель мощности звука может состоять всего из двух каскадов – предварительного усилителя и усилителя мощности, то двухтактной схеме для нормальной работы требуется драйвер или каскад образующий два напряжения идентичной амплитуды, сдвинутые по фазе на 180. Выходные каскады, независимо от того однотактный он или двухтактный, предполагают наличие в схеме выходного трансформатора. Который выполняет роль согласующего устройства межэлектродного сопротивления радиолампы с малым сопротивлением акустики.
Настоящие почитатели «лампового» звучания утверждают, что схема усилителя не должна иметь каких бы то ни было полупроводниковых приборов. Поэтому выпрямитель блока питания должен быть реализован на вакуумном диоде, который специально разработан для высоковольтных выпрямителей. Если вы намерены повторить рабочую, проверенную схему лампового усилителя, то не нужно сразу собирать непростое двухтактное устройство. Для озвучивания небольшого помещения и получения идеальной звуковой картины, в полной мере хватит однотактного лампового усилителя. К тому же его проще изготовить и настроить.
Принцип сборки ламповых усилителей
Существую определенные правила монтажа радиоэлектронных конструкций, в нашем случае — это ламповый усилитель мощности звука . Поэтому перед началом изготовления аппарата, желательно бы хорошенько изучить первостепенные принципы сборки таких систем. Главным правилом при сборке конструкций на вакуумных радиолампах, является разводка соединительных проводников по максимально короткому пути. Наиболее эффективны методом считается воздержание от применения проводов в тех местах, где можно обойтись без них. Постоянные резисторы и конденсаторы необходимо устанавливать прямо на панельки ламп. При этом, в качестве вспомогательных точек нужно применять специальные «лепестки». Такой способ сборки радиоэлектронного устройства именуется «навесной монтаж».
На практике, при создании ламповых усилителей печатные платы не применяются. Также, одно из правил гласит — избегайте прокладки проводников параллельно друг другу. Однако такая, на первый взгляд беспорядочная разводка считается нормой и вполне оправдана. Во многих случаях, когда усилитель уже собран, в динамиках слышен фон низкой частоты, его обязательно нужно убирать. Первостепенную задачу выполняет правильный выбор точки «земля». Есть два способа организовать заземление:
- Соединение всех проводов идущих на «землю» в одну точку — называется «звездочка»
- Установка по периметру платы энергоэффективной электротехнической медной шины, а к ней уже припаивать проводники.
Выверять место для точки заземления нужно путем эксперимента, прослушивая наличие фона. Чтобы определить откуда исходит фон низкой частоты, нужно сделать так: Нужно методом последовательного эксперимента, начиная с двойного триода предварительного усилителя, закорачивать сетки ламп на «землю». В случае заметного снижения фона, станет понятно, цепь именно какой лампы «фонит». А далее, также опытным путем нужно пытаться устранить эту проблему. Существуют вспомогательные методы, которые обязательны к применению:
Лампы предварительного каскада
- Электровакуумные лампы предварительного каскада нужно обязательно закрывать колпачками, а их в свою очередь заземлить
- Корпуса подстроечных резисторов, так же подлежат заземлению
- Провода накала ламп требуется свить
Ламповый усилитель мощности звука , вернее сказать, цепь накала лампы предварительного усилителя допускается запитывать постоянным током. Но в таком случае придется в блок питания добавить еще один выпрямитель собранный на диодах. А использование выпрямительных диодов сам по себе нежелателен, так как ломает конструктивный принцип изготовления лампового Hi-End усилителя без применения полупроводников.
По парное размещение выходного и сетевого трансформаторов в ламповом устройстве, является достаточно важным моментом. Данные компоненты устанавливаться должны строго вертикально, тем самым удается уменьшить уровень фона из сети. Одним их эффективных способов установки трансформаторов является их помещение в кожух, выполненный из металла и заземленный. Магнитопроводы трансформаторов так же нужно заземлять.
Ретро-компоненты
Радиолампы, это приборы из далеких времен, но вновь вошедшие в моду. Поэтому нужно комплектовать ламповый усилитель мощности звука такими же ретро-элементами, которые устанавливались в первоначальных ламповых конструкциях. Если это касается постоянных резисторов, то можно применить углеродистые резисторы, имеющие высокую стабильность параметров либо проволочные. Однако эти элементы обладают большим разбросом — до 10%. Поэтому для лампового усилителя лучшим выбором будет использование малогабаритных прецизионных резисторов с металлодиэлектрическим проводящим слоем — С2-14 или С2-29. Но цена таких элементов существенно высокая, то взамен им вполне подойдут и МЛТ.
Особо ревностные приверженцы ретро-стиля достают для своих проектов «мечту аудиофила». Это — углеродистые резисторы ВС, разработанных в Советском Союзе специально для применения в ламповых усилителях. 
При желании их можно отыскать в ламповых радиоприемниках 50-60 годов выпуска. Если по схеме резистор должен иметь мощность более 5 Вт, то тогда подойдут проволочные резисторы ПЭВ, покрытые стекловидной теплостойкой эмалью.
Конденсаторы, применяемые в ламповых усилителях в основном не критичны к тому или иному диэлектрику, а также к самой конструкции элемента. В трактах настройки тембра можно использовать конденсаторы любого типа. Также и в цепях выпрямителя блока питания можно устанавливать любого типа конденсаторы в качестве фильтра. При конструировании усилителей низкой частоты высокого качества, большое значение имеют установленные в схеме разделительные конденсаторы.
Именно они оказывают особое влияние на воспроизведение натурального, не искаженного звукового сигнала. Собственно благодаря им мы получаем исключительный «ламповый звук». При выборе разделительных конденсаторов, которые будут устанавливаться в ламповый усилитель мощности звука , нужно обратить особое внимание на то, чтобы ток утечки был как можно меньшим. Потому, что от данного параметра напрямую зависит корректная работа лампы, в частности ее рабочая точка.
Помимо этого, не нужно забывать, что разделительный конденсатор подключен к анодной цепи лампы, отсюда следует, что он находится под большим напряжением. Так, что такие конденсаторы должны иметь рабочее напряжение не менее 400v. Одними из лучших конденсаторов работающих в роли переходного, считаются емкости от фирмы JENSEN. Именно эти емкости применяются в топовых усилителях HI-END класса. Но их цена очень высокая, доходящая до 7500 рублей за один конденсатор. Если использовать отечественные компоненты, то наиболее подходящими будут например: К73-16 либо К40У-9, однако по качеству они значительно уступают фирменным.
Однотактный ламповый усилитель мощности звука
Представленная схема лампового усилителя имеет в своем составе три отдельных модуля:
- Предварительный усилитель с возможностью регулировки тембра
- Выходной каскад, то-есть сам усилитель мощности
- Источник питания
Предусилитель изготавливается по простой схеме с возможностью регулировать усиление сигнала. А также имеет пару отдельных регуляторов тембра низкой и высокой частоты. Для повышения эффективности работы аппарата, в конструкцию предварительного усилителя можно внедрить добавить эквалайзер на несколько полос.
Электронные компоненты предварительного усилителя
Представленная здесь схема предварительного усилителя выполнена на одной половине двойного триода 6Н3П. Структурно предусилитель может быть изготовлен на общем каркасе с выходным каскадом. В случае исполнения стерео варианта, то естественно образуются два идентичных канала, следовательно, триод будет задействован полностью. Практика показывает, что приступая к созданию какой-либо конструкции, лучше всего сначала воспользоваться монтажной платой. А после налаживания уже компоновать в основном корпусе. При условии правильной сборки, предусилитель без проблем начинает работать синхронно с подачей напряжения питания. Однако на этапе настройки нужно выставить напряжение анода радиолампы.
Конденсатор в выходной цепи С7 можно применить К73-16 с номинальным напряжением 400v, но желательно от фирмы JENSEN, который обеспечит лучшее качество звучания. Ламповый усилитель мощности звука не особо критичен к электролитическим конденсаторам, поэтому можно применять любого типа, но с запасом по напряжению. На этапе настроечных работ, во входную цепь предварительного усилителя подключаем генератор низкой частоты и подаем сигнал. На выходе должен быть подключен осциллограф.
Изначально размах сигнала на входе выставляем в пределах 10 mv. Затем определяем значение напряжения на выходе и вычисляем усиливающий коэффициент. Звуковым сигналом в диапазоне 20 Гц — 20000 Гц на входе можно высчитать пропускную способность усиливающего тракта и изобразить его АЧХ. Путем подбора емкостного значения конденсаторов, есть возможность определить приемлемую пропорцию высокой и низкой частоты.
Настройка лампового усилителя
Ламповый усилитель мощности звука реализован на двух октальных радиолампах. Во входной цепи установлен двойной триод с отдельными катодами 6Н9С включенный по параллельной схеме, а оконечный каскад выполнен на довольно мощном выходном лучевом тетроде 6П13С включенным как триод. Собственно, исключительное качество звучания создает именно триод установленный в оконечном тракте.
Чтобы выполнить простую настройку усилителя достаточно будет обыкновенного мультиметра, а чтобы выполнить точную и верную регулировку необходимо иметь осциллограф и генератор звуковых частот. Начинать нужно с установки напряжения на катодах двойного триода 6Н9С, которой должно быть в пределах 1,3v — 1,5v. Выставляется это напряжение подбором постоянного резистора R3. Ток на выходе лучевого тетрода 6П13С должен находится в диапазоне от 60 до 65 mA. Если нет в наличии мощного постоянного резистора 500 Ом — 4 Вт (R8), то его можно собрать из пары двух-ваттных МЛТ с номиналом 1 кОм и включенных параллельно.Все другие, указанные в схеме резисторы можно устанавливать любого типа, но предпочтение все же отдается С2-14.
Точно так же как и в предусилителе, важной составляющей является разделяющий конденсатор С3. Как уже упоминалось выше, идеальным вариантом было бы установка этого элемента от фирмы JENSEN. Опять же, если таковых нет под рукой, то можно использовать и советские, пленочные конденсаторы К73-16 либо К40У-9, хотя они хуже заморских. Для корректной работы схемы, эти компоненты подбираются с наименьшим током утечки. В случае невозможности выполнить такой подбор, то желательно все же купить элементы зарубежных производителей.
Блок питания усилителя
Блок питания собран с использованием кенотрона прямого накала 5Ц3С, обеспечивающий выпрямление переменного тока, в полной мере соответствующий нормам конструирования ламповых усилителей мощности HI-END класса. Если нет возможности приобрести такой кенотрон, то вместо него можно установить два выпрямительных диода.
Установленный в усилителе блок питания не требует какого либо налаживания — включил и все. Топология схемы дает возможность использование любых дросселей имеющих индуктивность не менее 5 Гн. Как вариант: применение таких приборов от устаревших телевизоров. Трансформатор питания, также можно позаимствовать у старой ламповой аппаратуры советского производства. Если есть навыки, то можно изготовить его самостоятельно. Трансформатор должен состоять из двух обмоток с напряжением по 6,3v каждая, обеспечивающие питанием радиолампы усилителя. Еще одна обмотка должна быть с рабочим напряжением 5v, которые подаются в цепь накала кенотрона и вторичную, имеющую среднюю точку. Эта обмотка гарантирует два напряжения по 300v и ток 200 мА.
Очередность сборки усилителя мощности
Порядок сборки лампового усилителя звука такой: вначале делается источник питания и сам усилитель мощности. После того как будет произведены настройки и установка необходимых параметров, подключается предусилитель. Все параметрические замеры измерительными приборами нужно делать не на «живой» акустической системе, а на ее эквиваленте. Это для того, чтобы избежать возможности вывода из стоя дорогостоящей акустики. Эквивалент нагрузки можно изготовить из мощных резисторов или из толстой нихромовой проволоки.
Далее нужно заняться корпусом для лампового усилителя звука. Дизайн можно разработать самостоятельно, либо у кого то позаимствовать. Наиболее доступным материалом для изготовления корпуса, является многослойная фанера. На верхней части корпуса устанавливаются лампы выходного и предварительного каскада и трансформаторы. На фронтальной панели расположены устройства регулировки тембра, звука и индикатор подачи напряжения питания. В конечном итоге у вас может получится устройства наподобие показанных здесь моделей.
Добрый день.
Хочу продолжить рассказ о ламповом предусилителе для гибридного усилителя.
Внимание: Я появляюсь тут редко, чаще всего когда хочется отлынить от работы)). А все новое и интересное, неизменно в свежем виде, сразу попадает в инстаграм. Там же я с радостью отвесу на вопросы, если они возникнут. Кликайте СЮДА, переходите на мой аккаунт и подписывайтесь:) Я всегда буду очень Вам рад! Приятного чтения:)
Полная схема предусилителя:
Схема очень простая. Ничего выдумывать мы не стали. В основе, выбранный в прошлый раз, резистивный каскад. В нем нет ничего необычного.
В схему добавили активные фильтры на транзисторах VT1 и VT2. Они обеспечивают дополнительную очистку питания. Так как основная фильтрация будет выполняться внешним источником, то схемы фильтров упростили - сделали их одноступенчатыми.
Питать накал планируем от внешнего стабилизированного источника. Использование мощной фильтрации всех напряжений обеспечит отсутствие фона.
Пора собирать
С платой прототипа все как обычно: рисуем, печатаем, переводим, травим, сверлим и мелкой шкуркой зачищаем... После этого респиратор на лицо, баллончик с черной термостойкой краской в руки... красим плату в черный цвет. Так ее не будет видно в корпусе собранного усилителя.
Откладываем плату в сторону: пусть сохнет. Пора перетрясти коробки и подобрать детали. Часть компонентов новые, другие - выпаиваем из ранних прототипов (ну не пропадать же хорошим, практически новым компонентам?!).
Все готово к сборке, пора включать паяльник.
Паяльник нагрелся - паяем:
Примечание: паять удобнее, начиная с самых низкопрофильных компонентов и переходить к более высоким. Т.е. первыми паяем диоды, стабилитроны, потом резисторы, панельку под лампу, конденсаторы и т.д... Мы, конечно, нарушили эту последовательность и паяли так как придется:)
Установили конденсаторы. В данном проекте использованы отечественные К73-16. Хорошие конденсаторы. Мы проводили для них серию измерений спектров их нелинейности в разных режимах. Результаты порадовали. Об этом мы обязательно когда-нибудь напишем.
Запаиваем резисторы и прочую мелочь
Ставим панельку и электролитические конденсаторы.
Примечание: При пайке ламповой панельки в нее обязательно надо вставить лампу. Если этого не сделать, то после сборки могут возникнуть проблемы с установкой лампы. В некоторых (самых "тяжелых" случаях) можно даже цоколь лампы повредить.
Все детали на своих местах. Предусилитель готов.
Проверяем
Схема простая, и вероятность ошибки минимальна. Но проверить надо. Подключаем усилитель к источнику питания и включаем:
10 секунд - полет нормальный... 20... 30... все нормально: ничего не взорвалось и не задымилось. Накал спокойно светится, защиты тестового источника питания не срабатывают. Можно облегченно выдохнуть и проверить режимы: все отклонения в допустимых пределах для непрогретой лампы.
После 10-минутного прогрева все параметры установились и вышли к расчетным значениям. Рабочая точка выставлена.
Раз все хорошо, то можно продолжить. На вход подключаем источник тестового сигнала. На выход - резистор имитирующий входное сопротивление усилителя мощности. Включаем и промеряем все основные параметры каскада.
Все в пределах нормы. Искажения и коэффициент усиления совпали с тем, что было получено в предыдущей статье. Фона нет.
Вот и готов наш ламповый предусилитель. Пора переходить к созданию для него мощного выходного буфера на транзисторах. С тем же успехом его можно использовать и в чисто ламповой конструкции. Для этого понадобится сделать для него мощный ламповый выход.
Возможно имеет смысл сделать универсальный ламповый предусилитель (может быть в виде конструктора), для использования в ламповых и гибридных конструкциях?
С уважением, Константин М.