Самодельный ламповый усилитель своими руками: Ламповый усилитель своими руками: пошаговая инструкция

Содержание

Самодельный ламповый стереофонический усилитель из доступных деталей / Хабр

Хочу рассказать о своем опыте проектирования, постройки и эксплуатации лампового усилителя. Надеюсь, многие, прочитав статью, найдут для себя что-то интересное, полезное и тоже захотят собрать усилитель своими руками или наоборот, откажутся от этой затеи.

Хочу сразу сказать, я ни разу не аудиофил и теплым ламповым звуком не страдаю. Интерес к ламповой технике у меня чисто технический. Ну и немножко эстетический. Тихое гудение трансформатора и теплый оранжевый свет ламп немного завораживает.

До сего момента с ламповой техникой я сталкивался не очень плотно, только в процессе ремонта какого-либо аппарата. И вот захотелось попробовать самому что-нибудь создать с нуля. Вообще, захотелось довольно давно, еще когда я учился в универе. Мне как-то подогнали пару плоских дюралевых корпусов от встраиваемых компов, которые как нельзя лучше подходили под то, чтобы на них собрать усилитель. Корпуса эти долго лежали, выдержали пару переездов (которые, как известно, каждый по два пожара) и, наконец, появилось немного свободного времени и я решился.

Сразу встал вопрос, какую схему выбрать для повторения, коих в интернете просто огромнейшее количество. Поэтому я сформулировал некоторые требования:

  1. Выходная мощность не менее 15-20 Вт на канал. Чтобы можно было работать на имеющиеся у меня колонки СОЮЗ 130АС-002 и обеспечивать при этом достаточную громкость и приемлемое качество. Это требование автоматически тащит за собой необходимость мощного двухтактного выходного каскада и режим АВ. Использование однотактного режима на таких мощностях потребует применения очень мощной (и дорогой) лампы и очень мощного и дорогого выходного трансформатора. КПД такого усилителя будет также оставлять желать лучшего.

  2. Использование доступных радиоламп и деталей. Как известно, средний срок службы радиоламп составляет около 1000 часов. А значит, при обычной эксплуатации усилителя их придется периодически менять, а значит, их надо где-то доставать. Поэтому желательно собрать усилитель на достаточно ходовых и доступных (как по цене так и по доставаемости) радиолампах. Также существенная проблема при сборке ламповой техники – силовые и выходные трансформаторы. Заниматься их намоткой и перемоткой ну вообще никак не хочется. Необходимо использовать готовые решения.

  3. Усилитель хотелось бы собрать полностью на электровакуумных приборах, без единого полупроводника. То есть даже выпрямитель анодного напряжения сделать не на полупроводниковых диодах, а на электровакуумных кенотронах. Данное требование технически не оправдано, это скорее для спортивного интереса. Хотя, использование в качестве выпрямителей кенотронов вместо полупроводниковых диодов, позволяет автоматически решить проблему с задержкой подачи анодного напряжения питания ламп. Хотя, эта «проблема», на мой взгляд, высосана из пальца.

  4. Усилитель должен быть полностью законченной конструкцией с минимальным набором присущих усилителю функций: несколько коммутируемых входов, регуляторы громкости, баланса и тембра, индикаторы уровня.

Прошерстив немало сайтов на эту тематику, мне приглянулась схема Сергея Комарова. В схеме использовались достаточно доступные «телевизионные» (т.е. широко использовавшиеся в массовых советских телевизорах) лампы, унифицированные выходные трансформаторы. Также схема порадовала достаточно продуманной схемотехникой и отсутствием ярко выраженных ошибок и косяков, коими, к сожалению, просто пестрят схемы, выкладываемые в интернетах энтузиастами. Для усилителя заявляется выходная мощность 43 Вт. Это несколько больше чем мне надо, но больше – это ведь не меньше)

Источник питания

Для питания схемы необходим достаточно мощный источник питания, ведь КПД ламповых усилителей очень низкий. Кроме того, раз мы решили использовать выпрямитель на кенотронах, это еще больше ухудшает КПД. Чтобы не заниматься намоткой, в качестве силового трансформатора было принято решение использовать широко распространенный и достаточно доступный трансформатор ТС(А)-270 от массовых цветных телевизоров серии УЛПЦТ. Этот трансформатор относительно легко можно достать, например, на авито. Там его можно купить за 500-1000 р., причем, в сборе с самим телевизором. Единственное, для такой серьезной покупки необходимо позвать не слишком хилого товарища, ведь вес этой модели телевизоров 60 – 70 кг и в одиночку его перетаскивать не очень комфортно. Несмотря на то, что этот трансформатор заточен под использование исключительно в телевизоре, большое количество различных обмоток дают широкие возможности подобрать необходимое напряжение. Трансформатор собран из двух одинаковых катушек, имеющих одинаковый набор обмоток. Соединяя обмотки нужным образом, где последовательно, а где параллельно можно получить что-то близкое к нужному.

Для вышеприведенной схемы нужно 200 В, 200 мА и 400 В, 25мА (на каждый канал). Плюс накал, который посчитаем отдельно.

Для двухполупериодного выпрямления на кенотроне необходимы две одинаковые полуобмотки, общая точка которых заземлена. Обмотки будут работать по очереди, одна на положительной полуволне, другая на отрицательной, передавая энергию в нагрузку то через один диод кенотрона, то через другой. Минус такой схемы – нерациональное использование обмоток, плюс – хороший запас по току, т. к. по сути полуобмотки включены параллельно и их токи суммируются.

Итак, смотрим что у нас есть на трансформаторе (на одной половине): обмотка 122+2,2 В, 400 мА, две по 71 В, 200 мА, одна 97 В, 70 мА. Итак, если взять обмотку на 122 В и включить последовательно синфазно с ней две параллельно соединенных обмотки на 71 В мы получим в итоге 193 В, что после выпрямления даст на конденсаторе фильтра порядка 230 В. Почему не 270, как по формуле? Дело в том, что на кенотроне, который имеет большое внутреннее сопротивление в отличие от полупроводникового диода, падает намного большее напряжение. И это падение тем больше чем больше ток нагрузки, нагрузочная характеристика у кенотрона имеет существенный завал. Соответственно, на ламповый выпрямитель нужно подавать большее напряжение чем если бы стоял полупроводник. Насколько больше? Для этого необходимо обратиться к справочнику и найти нагрузочную кривую на нужный кенотрон. Вот, например, кривая для кенотрона 5Ц4С.

Этот кенотрон мы поставим в цепи выпрямления 400 В. Забегая вперед, скажу что ток потребления по этой цепи для всего усилителя будет примерно 70 мА. Согласно графику, для тока потребления 70 мА и выходному напряжению 400 В необходимо подавать на вход около 320 В переменного напряжения. Где же взять такое напряжение? 193 В у нас уже есть, добавим к нему последовательно синфазно оставшуюся обмотку на 97 В, получим 290 В. Блин, чуть-чуть не хватает до 320. Можно добавить еще обмотку 16,5 В, как я сделал в одной из промежуточных версий усилителя, но тогда вырастет и напряжение 230 В, что и так уже немного больше чем надо. Можно было и забить на это, ламповая техника не очень критична к питающим напряжениям, плюс-минус 20-30 В для нее погоды не сделают, но на радиорынке мне очень удачно попался небольшой маломощный трансформатор ТПП 226 с четырьмя обмотками на 20 В и двумя на 4 В. Включив их последовательно синфазно, получил почти ровно 400 на нагрузке. Да, максимальный ток кенотрона 5Ц4С – 120 мА, что с запасом хватает для питания цепи 400 В.

Кстати, важный момент. В описании к кенотрону указан параметр – максимальная емкость фильтра, 5 мкФ. Полез на интернетные форумы узнать, с какой целью указано это ограничение и чем грозит его превышение. Ни одного верного ответа на этот вопрос не нашел, кто только и что только не фантазирует на эту тему. Большая часть придерживается ошибочного мнения что это для того чтобы не превысить ток во время заряда емкости при включении питания. Хотя в реальности фильтрующая емкость заряжается очень плавно по мере прогрева кенотрона и превысить ток в принципе не возможно. На самом деле причина, вероятно, немного в другом. Для этого необходимо вспомнить принцип работы двухполупериодного выпрямителя с емкостным фильтром. Причем не важно, на кенотроне он или на полупроводниках.

Во время полуволны емкость заряжается до амплитудного значения, а затем в промежутке между полуволнами помаленьку разряжается на нагрузку, во время следующей полуволны снова заряжается. Ток через выпрямительный прибор течет только тогда когда мгновенное напряжение переменного тока больше напряжения на нагрузке, т. е. во время прохода «верхушки» полуволны. При этом форма тока имеет вид короткого импульса (заштрихованная фигура на рисунке) и этот импульс тем короче, чем больше емкость фильтра. Но поскольку энергии в нагрузку надо передать одно и то же количество, то чем короче импульс, тем больше его амплитуда. Грубо говоря, если длительность импульса 1/10 периода, а средний ток нагрузки 100 мА, то амплитуда токового импульса 1 А! Как я писал выше, у кенотронов очень большое внутреннее сопротивление и такой большой импульс тока даст очень большое падение напряжения на нем. На аноде будет рассеиваться очень большая мощность, большая плотность тока через катод приведет к его быстрому выходу из строя. Поэтому разработчики кенотрона рекомендуют ограничить емкость пятью микрофарадами, тогда импульс тока будет длиннее, энергия «размажется» по большей площади, амплитуда тока будет не такой большой, перегрев анода будет в пределах нормы и лампа прослужит заявленный изготовителем срок.

А что же делать нам? Ведь такие огромные пульсации питающего напряжения неприемлемы для «качественного» Hi-End усилителя. Выход один – ставить дроссель. Дроссель «съест» переменную составляющую и пропустит на выход только постоянное напряжение. После дросселя можно ставить любую емкость, хоть 1000 мкФ. Дроссель поставил максимум какой удалось найти – унифицированный, Д20-1,5Гн-0,2А.

Для питания цепи 200 В необходим ток 400 мА. Кенотронов на такой ток немного. Даже если взять относительно доступный 5Ц3С, у которого максимальный ток 230 мА, то таких кенотронов все равно надо включать 2 шт в параллель, или по 1 шт на каждый канал. Кроме того, на каждый кенотрон надо подавать 3 А на накал, т. е. 6 А на две штуки. И падение напряжения на 5Ц3С даже больше чем на 5Ц4С. Кроме того, 5Ц3С с прямым накалом, а это те еще заморочки. Для него надо мотать отдельную изолированную обмотку для накала. Можно, конечно, применить 5Ц8С, он дает 420 мА по максимуму, но эту лампу я достать не смог. Зато относительно без проблем приобрел 2 диода 6Д22С.

Это демпферные диоды, разработанные для строчной развертки цветных телевизоров. Телевизоры довольно быстро модифицировали чтобы исключить эти лампы из схемы и они остались не у дел. Их до сих пор можно найти в новом состоянии и за небольшие деньги. А параметры у них приличные: средний выпрямленный ток 300 мА, ток в импульсе 1 А и они замечательно работают как обычный выпрямитель. При этом жрут на накал всего по 2 А каждый, накал косвенный, с отдельной обмоткой париться не нужно. К этим диодам я пришел не сразу, а сначала попробовал на их месте менее мощные и более доступные 6Д20П. Эти диоды тянут по 220 мА каждый, чего, в принципе, впритирочку но хватает. Но я все же решил заменить их на более мощные чтобы был запас по выпрямленному току и по импульсному току. Тем более что по накалу оба диода жрут примерно одинаково. Для ограничения импульсного тока в цепь перед конденсатором поставил резистор 10 Ом, емкость конденсатора при этом не ограничивал. Осциллограмма тока, снятая с этого резистора показала амплитуду импульса тока около 1 А, что для этого диода терпимо.

Для работы выходного каскада необходим источник отрицательного напряжения порядка -30 В. Ток потребления по этой цепи крошечный, единицы миллиампер, поэтому можно применить маломощные диоды. Я использовал двойные диоды 6Х2П, которые вообще то предназначены для детектирования радиосигнала, но и как выпрямители тоже работают отлично.

Теперь про накал ламп. На накал нужно: 2х1,9А (диоды), 2А (кенотрон), 4х1,35А выходные лучевые тетроды, 2х0,42А (триод-пентоды), 3х0,31А (двойные триоды), 2х0,3А (индикаторы), 2х0,3А (маломощные диоды). Итого в сумме имеем более 14 А, что соответствует мощности порядка 90 Вт. Именно такая мощность (и это еще безо всего остального) будет уходить только в тепло на подогрев катодов. Само собой, ни о каком КПД и экономии не может быть и речи. Но у трансформатора ТСА-270 только 3 накальных обмотки: на 0,9 А, на 2,1 А и на 2,95 А. Этого тотально не хватает. Что же можно сделать? Можно задействовать две полуобмотки на 16,5 В, 1,85 А. Запитать от них выходные лампы, включив накалы последовательно. Излишек погасить резистором. Мощные диоды запитать от обмотки 2,95 А. Она будет работать с почти амперным перегрузом, но должна сдюжить. Маломощные диоды необходимо запитать от отдельной обмотки на 0,9 А. Связано это с тем что потенциалы катодов и подогревателя должны соотноситься определенным образом. Как и почему – чуть далее. От этой же обмотки запитаем лампочки индикации включения. На оставшуюся обмотку 2,1 А навесим всю оставшуюся мелочь кроме кенотрона. Получается небольшой перегруз, на 0,3 А, но не сильно критично, должно выдержать. Ну, а для кенотрона так уж и быть домотаем отдельную обмотку. На 5 В мотать не так много, всего 14 витков. Все витки можно намотать на одной катушке или же (что правильнее) разместить половину на одной, половину на другой катушке. Я их намотал обычным гибким монтажным проводом сечением не менее 0,75 мм2 в теплостойкой изоляции прямо поверх бумаги. Очень не хотелось разбирать трансформатор, поскольку половины магнитопровода у него склеены слоем какой то фигни, и после разборки не всегда удается эту фигню отчистить чтобы соединить половины плотно, без зазора. Зазор в трансформаторе (в отличие от дросселя) – вещь вредная. Наличие отдельной обмотки также позволит в случае необходимости и не переделывая схему воткнуть вместо кенотрона с косвенным накалом 5Ц4С кенотрон с прямым накалом 5Ц3С.

Вроде бы все удалось запитать, хоть и с перегрузом по некоторым накальным обмоткам. Такой вариант у меня работал некоторое время, но потом вылезла неприятная особенность. Дело в том, что я применил трансформатор ТСА с алюминиевыми обмотками, которые распаяны на лепестки спецприпоем. От времени, а также из-за перегруза и перегрева у накальных обмоток в месте припайки ухудшился контакт, который в свою очередь привел к еще большему перегреву и окислению в этом месте. Чтобы не было таких проблем, рекомендую применять трансформаторы с медными обмотками (с индексом ТС или СТ в названии). Такие трансформаторы, как правило, стояли в более старых моделях телевизоров семейства УЛПЦТ, преимущественно тех, у которых еще надо крутить пассатижами ручку ПТК для переключения программ. Я такой трансформатор все же потом добыл и поменял. А временно проблему с плохим контактом решил заменой лепестков на зажимные клеммы от электрических колодок, которые продаются в магазинах электротоваров. Также я разгрузил наиболее перегруженную обмотку на 2,95 А. Для этого пришлось сделать хитрый финт ушами. Как я написал выше, для питания выходных ламп использовалась обмотка на 16,5 В. Но для питания двух, последовательно включенных ламп нужно 12,6 В. Излишек у меня гасился на 10-ваттном резисторе сопротивлением 4,4/1,35=~3,3 Ом. На нем впустую рассеивалось 6 Вт мощности (на каждом канале). В новой схеме я разделил накальную обмотку 2,95 А на две полуобмотки (они располагаются на разных катушках), средняя точка которых заземлена. А каждая полуобмотка напряжением 3,3 В включалась последовательно противофазно с обмоткой 16,5 В. Таким образом, из напряжения 16,5 В вычитается 3,3 В и на накал выходных ламп подается 13,2 В или по 6,6 В на каждую. Что немного больше нормы, но до максимальных 7 В по паспорту запас есть. В то же время протекающий ток накала этих ламп суммируется с током накальной обмотки выпрямительных диодов и суммарный максимальный ток этой обмотки получается 4,3 А. А выпрямительные диоды потребляют из этого тока только 3,8 А, что дает нам 0,5 А запаса! Неплохое решение проблемы. К тому же мы сэкономили целых 12 Вт мощности, которые раньше просто отапливали помещение, в котором стоит усилитель.

Монтаж деталей внутри корпуса

Однако делать такие финты не всегда возможно. Причина в том, что для ламп нужно учитывать еще максимальное пробивное напряжение катод-подогреватель. Оно зависит от свойств изоляции подогревателя. Например для лампы 6Д22С максимальное напряжение между катодом и подогревателем 100 В если потенциал подогревателя выше и 900 В если потенциал катода выше. У нас на катоде 250 В, а потенциал подогревателя около земли, поскольку середина накальной обмотки заземлена. Укладываемся в пределы. Для ламп 6П44С напряжение между катодом и подогревателем 220 В, при этом катод сидит на земле, а на подогревателе переменная составляющая максимум 16,5 В. Тоже укладываемся. А вот с маломощными диодиками сложнее. У них положительный потенциал подогревателя вообще не допускается, а отрицательный может быть не более 350 В. Поэтому придется запитать накал диодов от отдельной обмотки и соединить цепь накала с выпрямленным потенциалом минус 185 В. Да, максимальная амплитуда напряжения на катоде равна удвоенному выпрямленному напряжению, т. е. 370 В, что даже уже немножко превышает максимальные 350 В по паспорту. Но почти за год эксплуатации проблем из-за этого не было.

А для чего нужно такое большое отрицательное напряжение? Ведь для схемы необходимо всего минус (30…35) В. И отвод на выпрямитель можно сделать с обмотки 71 В, тогда выпрямленное напряжение будет около минус 100 В и проблем не будет никаких. Так и было сделано в промежуточной версии усилителя. Там напряжение смещения устанавливалось обычным резистивным делителем. Но выяснилась одна неприятная особенность. При колебаниях напряжения сети в пределах 210 — 250 В, а также при просадке напряжения на трансформаторе при работе усилителя под нагрузкой наблюдалось уменьшение напряжения смещения, что приводило к увеличению тока покоя. Причем, чем больше нагрузка, тем больше просадка, тем меньше напряжение смещения, больше ток покоя и, тем самым, еще большая просадка напряжения. Такая вот положительная обратная связь. Было решено стабилизировать напряжение смещения газовым стабилитроном. Из доступных низковольтных удалось разжиться только СГ-202Б. Его напряжение стабилизации около 84 В, что, в принципе, терпимо. А вот что не терпимо – так это очень большое напряжение зажигания, которое по справочнику может достигать 135 В! Т.е. более чем на 50% больше чем напряжение стабилизации. Конечно, в реальности это напряжение будет ниже, чем в справочнике, но мы то проектируем устройство, которое должно работать при любых разбросах входящих в его состав электронных компонентов. А вот, например, у стабилитрона СГ-1П напряжение стабилизации 150 В, а гарантированно зажигается он при напряжении не более 175 В, т.е. при напряжении, превышающем не более чем на 20 % от номинального. Поэтому для гарантированного зажигания стабилитрона его делитель необходимо запитывать по возможности от большего напряжения.

Также я решил стабилизировать питание предварительных каскадов стабилитроном СГ-1П. Особой необходимости в этом нет, просто такой стабилитрон у меня валялся в коробке.

Стабилитрон СГ1П и дополнительный маломощный трансформатор

Есть еще один тонкий момент, связанный с накалом, о котором следует упомянуть. Это влияние т. н. паразитного диода катод-подогреватель. Подогреватель как и все нагретые тела испускает электроны и, если на катоде относительно него положительный потенциал, то вместе с подогревателем они образуют открытый диод косвенного накала через который переменное напряжение накала (помеха 50 Гц) может проникать на катод. Этому старается препятствовать изоляция подогревателя, но по мере износа лампы, ее изолирующие свойства ухудшаются и ток (утечки) возрастает. Порядок величины тока утечки – не более 15 — 20 мкА. Вроде бы величина тока не такая большая, но если в цепи катода стоит высокоомный резистор (катодный повторитель) или лампа усиливает очень слабые сигналы, влияние тока утечки может оказаться существенным. В нашей схеме почти у всех ламп в цепи катодов стоят низкоомные резисторы, на которых ток утечки даст почти не ощутимое падение напряжения. Но вот у ламп 6Н23П, на которых собран диффкаскад, в цепи катода стоит источник тока, имеющий очень большое сопротивление. Для этого каскада ток утечки представляет опасность.

Бороться с этим явлением можно двумя способами: 1. Подать на подогреватель потенциал заведомо больший чем потенциал катода. Тогда паразитный диод будет заперт обратным напряжением и помех вносить не будет. Если напряжение на катоде 3-4 В, то подав на подогреватель 20-25 В мы гарантированной запрем диод. Потенциал можно получить с помощью делителя напряжения и подключить к любому из концов обмотки накала. Но в нашем случае этот вариант не годится, поскольку катод находится под потенциалом около 100 – 120 В и для запирания диода необходимо напряжение 140-150 В. Это напряжение уже слишком велико для других ламп, питающихся от этой же накальной обмотки. Можно, конечно, намотать для этих ламп еще одну дополнительную обмотку 6,3 В, 1А и таким образом немного разгрузить обмотку на 2,1 А, которая работает с небольшим перегрузом. И к этой обмотке подвести через высокоомный резистор потенциал 150 В от стабилитрона. Этот способ я бы рекомендовал тем кто, возможно, захочет повторить мою схему. Но в моей конструкции усилителя это бы потребовало слишком больших переделок. Поэтому я прибег к способу номер 2: симметрировать потенциал подогревателя относительно общего провода. В этом случае, помехи от «левой» и «правой» половин подогревателя будут одинаковы по величине, но противоположны по знаку и взаимоуничтожатся. Симметрирование осуществляется с помощью переменного резистора концы которого подключены к обмотке накала, а движок соединен с общим проводом. Вращая движок резистора необходимо найти такое положение ротора при котором уровень сетевой наводки будет минимален (перед этой регулировкой необходимо отключить ООС усилителя, т. к. она также давит помехи). Эту доработку я делал последней, поэтому на схеме она не отражена.

По питанию все, теперь кратенько пробежимся по схеме усилителя.

Усилитель

Сигнал от внешнего источника через разъемы Х2 – Х4 поступает на коммутатор на галетном переключателе, которым можно выбрать один из трех входов. После коммутатора сигнал приходит на пассивный регулятор тембра (низких и высоких частот). Многие, вероятно, будут говорить что эта штука не нужна. Но на мой взгляд — требуется. Поскольку разные источники имеют разные частотные характеристики и для оперативной регулировки темброблок необходим. Схема темброблока стандартная, но, в отличие от бытовой аппаратуры, диапазон регулирования сделан меньше. Это позволяет использовать вместо переменных резисторов с характеристикой В более доступные резисторы с характеристикой А. Методика расчета таких регуляторов неоднократно описана, можно посмотреть, например, здесь.

Для корректной работы регуляторов тембра источник сигнала для темброблока должен иметь как можно меньшее сопротивление, а нагрузка наоборот – как можно большее. Поэтому, а также для компенсации потерь сигнала в пассивном регуляторе, после темброблока сигнал поступает на каскад усиления на двойном триоде 6Н23П. Каскад работает с автосмещением и небольшой местной ООС по току. С выхода каскада сигнал поступает на регуляторы громкости и баланса. Регуляторы зашунтированы конденсаторами небольшой емкости для предотвращения спада АЧХ из-за входной емкости следующего каскада. После регуляторов сигнал поступает на триодный каскад усиления на триодной половине лампы 6Ф1П. Каскад работает с автосмещением и на катодный резистор заходит сигнал общей ООС. ООС сделана отключаемой. При переводе тумблера в верхнее положение, катодный резистор шунтируется и каскад работает как обычный с автосмещением. Также каскад охвачен местной частотозависимой ООС по напряжению. Это необходимо для ограничения полосы пропускания усилителя по высоким частотам для предотвращения самовозбуждения. Каскад непосредственно нагружен на дифференциальный каскад на двойном триоде 6Н23П. Диффкаскад питается от источника тока, собранного на пентодной части лампы 6Ф1П. Уровень этого тока задается резистором в цепи катода лампы. С диффкаскада противофазные сигналы поступают соответственно каждый на свой мощный выходной каскад на лучевом тетроде 6П44С. Каскады работают с принудительным смещением. Уровень напряжения смещения задает ток покоя каскада, который должен быть примерно 100 мА. Катодные резисторы дают небольшую ООС по току и позволяют измерить ток покоя в каждом плече не разбирая усилитель (падение напряжения на резисторе около 500 мВ). Это требуется для диагностики ламп и выявления тех, в которых эмиссия катода упала уже ниже допустимого. Небольшая балансировка каскадов обеспечивается резистором в цепях вторых сеток. Зачем это надо, я хз, эта часть схемы один-в-один скопирована у автора. Вращение ручки этого резистора абсолютно никак не сказывается на работе схемы. При наличии на трансформаторе симметричных обмоток, этот вывод можно было бы подключить к отводу трансформатора для реализации ультралинейного включения, что могло бы несколько улучшить линейность усилителя.2 / 8 = 45 Вт. С отвода на 4 Ом снимается сигнал на индикатор уровня и ООС.

Немного про ООС. Вообще говоря, качество звучания двухтактных ламповых усилителей, работающих в классе АВ, крайне паршивое. Когда я его включил первый раз после обычного транзисторного, даже мои далеко не музыкальные уши чуть в трубочку не свернулись. И это действительно так и есть и подтверждается измерительными приборами. Большие линейные искажения, большие нелинейные искажения, узкая полоса частот, которая ограничена снизу десятками герц из-за недостаточной индуктивности выходных трансформаторов, наводки 50 Гц от силового трансформатора. Также свою лепту вносит большой разброс параметров отдельных экземпляров ламп, который довольно большой даже у новых, не говоря уже о б/у. Повышая ток покоя, нелинейные искажения можно немного снизить, но это даст повышенную нагрузку на источник питания. В общем, так себе вариант. С этим нужно что то делать и я решил охватить весь усилитель (кроме самого первого каскада) отрицательной обратной связью (ООС). Тем более что у усилителя было некоторое избыточное усиление и я решил его потратить с пользой.

В чем физический смысл ООС? На вход усилителя в противофазе подается часть усиленного выходного сигнала. Из-за этого уровень сигнала на выходе уменьшается. Какой же прикол уменьшать выходной сигнал, спросите вы? А прикол в том, что вместе с выходным сигналом на вход в противофазе поступают помехи и искажения, которые «родились» уже внутри, охваченной ООС части схемы. А поскольку они поступают в противофазе, на выходе усилителя они вычитаются!

Итак, достоинства ООС:

  1. Уменьшение нелинейных искажений;

  2. Уменьшение линейных искажений, расширение полосы частот;

  3. Уменьшение шума, фона и помех, проникающих по питанию.

Недостатки ООС:

  1. Необходимость ограничения полосы усиления усилителя для предотвращения превращения отрицательной ОС в положительную и самовозбуждения;

  2. Это скорее не недостаток, а просто особенность ламповых схем: в них невозможно реализовать сколько-нибудь глубокую ООС из-за огромной нелинейности выходного трансформатора и низкого усиления ламповых каскадов. Поэтому кардинально улучшить качество ламповых усилителей по аналогии с транзисторными не получится.

Индикатор уровня. Кроме эстетической функции индикатор несет и чисто утилитарную – показывает уровень выходного сигнала. Например, только благодаря ему я заметил что усилитель самовозбуждается на частоте 1 МГц при включении ООС когда я недостаточно ограничил полосу усилителя. Я наивно полагал, что выходной трансформатор сработает фильтром и ограничит полосу, но межобмоточная емкость ее не то что не ограничила, но и превратила ООС в ПОС. После этого я добавил местную частотозависимую ООС в первый каскад усиления и все стало норм. Сигнал звуковой частоты поступает на переменный резистор, которым можно подстроить уровень индикации. У меня он настроен так чтобы полностью закрывалось все поле индикатора уже при выходной мощности 10 Вт. С переменного резистора сигнал поступает на катод диода, который совместно с RC-цепочкой работает здесь детектором огибающей сигнала. Продетектированный сигнал поступает на лампу индикатора. Индикатор включен по типовой схеме и в пояснениях не нуждается. Единственное, я столкнулся с тем что луч некоторых индикаторов отклонен у кого влево, у кого вправо. Это не неисправность. Связано это с тем что металлический экран с люминофором бывает намагничен что и вызывает отклонение луча. Проведя рядом с ним слабеньким магнитиком, зеленый луч можно «выправить» и поставить ровно.

Про смещение. Для задания режима работы выходных ламп, лучевых тетродов необходимо достаточно большое отрицательное напряжение «смещения». В данной схеме применен вариант с фиксированным или принудительным смещением. Недостатками этого решения является необходимость в дополнительном выпрямителе — источнике этого отрицательного напряжения. Кроме этого, его необходимо стабилизировать и регулировать по мере износа ламп. Причем, регулировать желательно для каждой лампы отдельно, поскольку у них может быть существенный разброс параметров от экземпляра к экземпляру. В этом свете, использование автосмещения может быть предпочтительным. Автор исходной схемы предлагает попробовать такой вариант самостоятельно. В этом случае в катодную цепь каждой лампы включается резистор сопротивлением 150, шунтированный конденсатором не менее 1000 мкФ на 50 В. В такой схеме ток покоя лампы поддерживается неизменным вне зависимости от анодного напряжения и старения лампы. Недостатком является большая мощность, рассеиваемая на этом резисторе — около 6 Вт на каждом, или 24 Вт на весь усилитель, что многовато. Чтобы объединить достоинства обоих вариантов можно применить схему комбинированного смещения. В катодной цепи оставить резистор автосмещения, но намного меньшего номинала, например 30 Ом, а на сетки также подавать фиксированное смещение, но можно нестабилизированное и общее для всех ламп. Иными словами, некоторый уровень смещения (например, 80%) общий для всех ламп, а автосмещение обеспечивает оставшиеся 20% напряжения смещения, которое и дает стабилизацию тока покоя. Но это опять же в моей конструкции не использовано в связи с необходимостью существенных переделок. Это рекомендуется для тех, кто захочет повторить данную схему.

Схема с учетом исправления всех ошибок и учетом всех рекомендаций приведена ниже.

В ней для упрощения исключен дополнительный трансформатор, а для повышения напряжения в цепочку дополнительно включены обмотки 17 В. Тока в них хватает. Исключен источник отрицательного напряжения смещения со стабилитроном и регулировками, использована схема с автосмещением по причинам, описанным выше. В качестве выходных трансформаторов применены ТС-180. Выходные лампы в ультралинейном включении. С точкой подключения вторых сеток, и, соответственно, величиной этой «ультралинейности» можно поиграться. Исключен стабилитрон 150 В. В остальном, схема повторяет описанную выше. Несмотря на упрощение схемы, ее характеристики не хуже, описанной выше.

Конструкция и детали

Корпус, как я уже писал выше, использовал готовый – от компьютера мультикассы. На нем сверху вполне свободно разместились силовой трансформатор, выходные трансформаторы, дроссели питания, лампы. Единственный минус корпуса – он дюралюминиевый и не экранирует от магнитных полей силового трансформатора, а это сделать крайне необходимо. Сзади корпуса были отверстия под стандартные разъемы материнской платы АТХ, их пришлось закрыть алюминиевой пластиной. Входные разъемы для аудиосигнала я использовал типа CANON, просто потому что у меня такие разъемы были. Вообще, тип разъема не имеет значения, можно использовать и RCA и советские DIN-5. Выходные клеммы – винтовые типа ЗМП или аналоги. Их преимущество – надежный зажимной контакт, удобство монтажа на задней панели и доступная цена. Также на заднюю панель выведены тестовые гнездышки – малогабаритные типа Г1,6 под штеккер Ш1,6. С их помощью можно контролировать питающие напряжения и режимы выходных ламп без разборки корпуса усилителя. Это тоже периодически нужно делать поскольку лампы со временем садятся. На задней панели смонтирован выключатель ООС – на тот случай если захочется послушать настоящий теплый ламповый звук со всеми искажениями и наводками.

Силовой трансформатор типа ТС(А)-270. Предпочтение следует отдавать трансформаторам с медными обмотками (без буквы А), но и алюминиевые будут работать ничем не хуже. Трансформатор крайне необходимо устанавливать в железном кожухе. К сожалению, понял я это слишком поздно, когда уже разместил все элементы на корпусе. Магнитное поле рассеяния трансформатора довольно велико, поскольку он работает почти с полной загрузкой. Это поле мало того что наводится на проходящие рядом в корпусе соединительные провода, оно также наводится на стоящие рядом выходные трансформаторы и в динамиках слышен слабый гул 50 Гц, даже когда усилитель только включен и лампы еще не прогрелись. Кожух обязательно требуется снабдить вентиляционными отверстиями. Трансформатор можно использовать с готовой панелькой для предохранителей, в нее же вместо контактных штырьков после небольшой доработки легко встает разъем под стандартный компьютерный кабель питания.

Ламповые панельки для мощных ламп – керамические от массовых черно-белых телевизоров. В свое время у меня этих панелек было завались, теперь же их пришлось покупать. Барыги на радиорынке за них сейчас хотят много денег, поэтому их тоже имеет смысл купить в сборе с ламповым Ч/Б ТВ на авито. Из того же ТВ можно взять и силовой трансформатор ТС-180, который можно употребить в качестве выходного. Панельки для маломощных ламп – девятиконтактные, керамические с ушками для монтажа. Стоят недорого.

Выходные трансформаторы ТН-56 кроме того что трудно достать, так еще и просят за них около 1000 — 1500 р. Их можно без проблем заменить на следующие по списку в семействе, например, ТН-60, ТН-61. Главное, проверить по справочнику чтобы выходные обмотки были примерно на одинаковый ток нагрузки. Вместо этих трансформаторов неплохо подходят силовые ТС-180. Большой набор обмоток позволяет включать их с разным коэффициентом трансформации и использовать режим ультралинейного включения, причем место подключения второй сетки можно также выбирать, пробуя разные варианты. Что также хорошо, эти трансформаторы (в отличие от ТН) полностью симметричны. Единственное, при использовании этих трансформаторов мне потребовалось включить блокировочные конденсаторы порядка 1000-2200 пФ между анодами выходных ламп и корпусом для блокировки самовозбуждения на высоких частотах. На полосе частот усилителя эти конденсаторы никак не сказываются.

Дроссели по питанию выходного каскада должны быть на ток не менее 0,4А, и иметь индуктивность как можно большую. Мне удалось достать пару на 1,5 Гн. Это маловато, но сойдет. Дроссель по питанию 400 В, должен быть на ток не менее 0,1 А. Если приобрести пару телевизоров УЛПЦТ, из них можно добыть не только трансформаторы, но и примерно подходящие дроссели Др 5- 0,08 (5 Гн, 0,08 А) и Др 0,4 – 0,34 (0,4 Гн, 0,34 А).

На передней панели установлен галетный переключатель – селектор входов, можно взять любой на 2 направления и на 3 положения. Рядом с переключателем стоят переменные резисторы. Я сначала использовал сдвоенные советские типа СП-3, но, к сожалению, у них от старости совсем стал плох резистивный слой. Сколько я в них не пшикал смазками и жидкостями для улучшения контакта, они при повороте издавали шорох, а один из них в какой то точке вообще уходил в обрыв. Пришлось их заменить на новые китайские. Единственная трудность состоит в том, чтобы найти резисторы с характеристикой В. Если в регуляторы НЧ, ВЧ, баланса еще можно поставить резисторы с характеристикой А (поскольку глубина регулировки тембра невелика), то на регулятор громкости необходимо постараться и найти все же с характеристикой В. Поскольку человеческое ухо имеет логарифмическую характеристику чувствительности, то и громкость необходимо изменять с логарифмической зависимостью.

На передней панели смонтированы две неоновые лампочки индикации появления анодного напряжения +400 В и +200 В. Они зажигаются когда кенотроны прогреются и выпрямленное напряжение вырастет до напряжения зажигания этих ламп. Тип ламп не важен, можно взять лампочки из блока выбора программ телевизоров УЛПЦТ. Рядом с лампочками смонтирован выключатель питания.

Внутри усилителя монтаж выполнен навесным способом – на лепестках ламповых панелек и на планках с контактами. Планки карболитовые от какого то старого прибора, но подойдут и любые другие. Главное, проверить их на наличие загрязнений и следов пробоя. На одной из планок у меня обнаружилась утечка между соседними лепестками, из-за которой уходил режим лампы. Пришлось дефектный лепесток просто пропустить. Необходимо быть внимательным к таким вещам, ламповая техника с ее килоомными и мегаомными сопротивлениями очень чувствительна к утечкам, качеству изоляции и монтажа.

Конденсаторы используются пленочные типа К73-17 также из старых телеков, резисторы МЛТ оттуда же. Конденсаторы нужно подбирать по максимальному рабочему напряжению с запасом, ламповая техника вся высоковольтная. Резисторы выбираются не столько по мощности, сколько по удобству монтажа. Более крупные резисторы имеют более длинные и толстые выводы, прочнее держатся в лепестках.

Дополнительный трансформатор, дроссель по напряжению 400 В смонтированы внутри корпуса. Просто потому что их я добавлял позже и места на поверхности уже не было. Газовый стабилитрон СГ-1П сначала тоже стоял «наверху», но после добавления еще одного каскада усиления, он переехал в поддон.

Индикаторные лампы включения – с зеленым светофильтром, от какого то прибора. Включены последовательно, светятся вполнакала, создавая небольшой подсвет внутри корпуса.

Фильтрующие электролитические конденсаторы 220 мкФ – с малой высотой по вертикали, смонтированы на пластиковой изоляционной пластине и ей же придавливаются к верхней панели. Соединены монтажным проводом. Более мелкие электролитические конденсаторы фиксируются полукруглыми планками (такие планки используются для прижима кабелей).

Подстроечные резисторы смонтированы на верхней поверхности и торчат штоками наружу. Это необходимо для оперативной регулировки при необходимости. На штоках сделаны шлицевые пропилы под плоскую отвертку.

Монтаж выполнен проводами от компьютерных блоков питания. Особого скрытого смысла в этом нет, просто у меня полно таких проводов. Цепи накала крайне необходимо вести витой парой проводов, контакт с корпусом в каком либо месте не допускается. Все общие провода по возможности сходятся в одном месте – на конденсаторах фильтра питания выходных каскадов. Также следует следить за тем чтобы не образовывалось замкнутых петель земляных проводов, иначе поле рассеяния силового трансформатора наведет на них довольно существенную ЭДС помехи 50 Гц.

Для защиты от поражения электрическим током заказал для усилителя кожух из прозрачного оргстекла. Такие услуги предлагают многие фирмы. В одной конторе с меня запросили около 3 т. р., в другой удалось изготовить за 1500. Кожух крепится на петлях и может открываться вверх для замены ламп и регулировок. Вверху кожуха сделано множество мелких отверстий для вентиляции. Снизу передней части кожуха сделана одна широкая щель для захода охлаждающего воздуха. Шильдики для органов управления и ламп сначала хотел сделать также из тонкого оргстекла, заполнив след от лазера краской, но затея не удалась. Результат получился фиговый. Пришлось воспользоваться специальным пластиком для подобного рода табличек. Смотрится, конечно, не так как я хотел с оргстеклом, но, в целом, неплохо.

Измерение параметров

Самое главное – проверить приборами, что же мы, в итоге, напаяли.

Измерение выходной мощности

Это один из основных параметров усилителя. Для этого нам потребуется генератор сигналов низкочастотный, осциллограф, милливольтметр и нагрузка 4 Ом на каждый канал. У меня есть в наличии генератор Г3-118, двухлучевой осциллограф С1-18, милливольтметры В3-38. Если измерительных приборов нет, вместо генератора можно подавать сигнал с линейного выхода звуковой карты, при этом необходимо скачать программу – генератор звуковых сигналов, их много бесплатных. Контролировать сигнал также можно подавая его на линейный вход звуковой карты, единственное делать это надо через резистивный делитель чтобы не спалить вход — раз и чтобы не превысить максимальный уровень звуковухи — два. И да, тоже необходимо будет скачать и установить программу – осциллограф. Такие программы уже сложнее и чаще платные. Измерять уровень можно и обычным мультиметром. Тут, однако, надо иметь ввиду что обычные ширпотребовские мультиметры заточены под измерение переменного тока низкой частоты, 50 – 200 Гц, не более, поскольку там стоят дешевые выпрямительные диоды. На частоте 1 кГц и выше, такие мультиметры могут давать уже достаточно существенную погрешность. Нагрузка 4 Ом самодельная, сделанная из большого количества 2-ваттных резисторов, обдуваемых вентилятором. Вентилятор питается от выпрямленного напряжения с этой же нагрузки. По быстрому нагрузку можно сделать из 4-х последовательно включенных 10-ваттных керамических резисторов по 1 Ом, которые придется купить.

Подключим генератор на вход усилителя, сразу на оба канала. Громкость установим на максимум, регуляторы тембра в среднее положение. Установим частоту стандартную для подобного рода измерений – 1 кГц. К выходу каждого канала подключим нагрузку 4 Ом, параллельно ей по каналу осциллографа и по милливольтметру.2/R=81/4=~20 Вт. Эх, всего то 20 Вт, а ведь было обещано 43! Посмотрев сигнал на анодах и катодах выходных ламп, видно, что это они входят в ограничение, им не хватает как диапазона напряжения питания 200 В, так и тока катода. Напряжение питания можно повысить если применить трансформатор с большим коэффициентом трансформации, например ТС-180 со всеми включенными обмотками. При этом необходимо будет пропорционально уменьшить ток покоя, иначе будет превышена максимальная допустимая мощность на аноде лампы. Однако это потребует существенной переделки питания усилителя. Также не очень эффективно используется габаритная мощность выходного трансформатора, его выходные обмотки недогружены. В общем, обдумав все и прикинув варианты, я пришел к выводу что из существующей схемы без существенных переделок большего уже не выжать. Поэтому будем считать что такая мощность нас устраивает. Кстати, при включенной ООС выходная мощность усилителя чуть больше, поскольку ООС немного корректирует вносимые искажения.

Измерение АЧХ

Для измерения АЧХ усилителя нужно установить регуляторы тембра в среднее положение, установить определенное напряжение на выходе усилителя, например 3 В. И уменьшать частоту генератора в сторону низких частот до тех пор пока напряжение на выходе усилителя не упадет менее 0,707*3=2,121 В. Это будет нижняя граничная частота усилителя. Аналогично потом нужно увеличивать частоту генератора до тех пор пока напряжение на выходе усилителя снова не упадет менее 2,121 В. Это будет верхняя граничная частота усилителя. Это нужно проделать сначала для одного канала усилителя, затем для другого. Но для получения наглядной картинки мы воспользуемся прибором СК4-56. Это анализатор спектра, но он имеет внутри генератор качающейся частоты и его легко можно приспособить для измерения АЧХ. Для этого на вход усилителя подаем сигнал не с генератора сигналов, а с выхода генератора качающейся частоты анализатора спектра. АЧХ измеряем сначала в одном канале, потом в другом, подключая вход анализатора сначала к одному каналу, потом к другому. Анализатор спектра также следует подключать через делитель напряжения для защиты его входа (имеет тенденцию дохнуть), а также чтобы его входной усилитель не ушел в зашкал. На анализаторе ставим ручную развертку, настраиваем частоты границ экрана (от -5 кГц до 45 кГц). Затем устанавливам уровень сигнала таким чтобы точка была в середине сетки прибора. Ставим самую медленную развертку и запускаем измерение. На экране прибор нарисует нам АЧХ канала усилителя. По уровню минус 3 дБ полоса частот усилителя – 10 Гц – 30 кГц. Проделываем такую же операцию при минимальном и максимальном положении регулятора тембра ВЧ. Потом так же и с другим каналом.

АЧХ в области ВЧ (в клетке 5 кГц по горизонтали, 10 дБ по вертикали, 0 Гц — где всплеск):

АЧХ в области ВЧ (в клетке 5 кГц по горизонтали, 10 дБ по вертикали, 0 Гц — где всплеск). Завал характеристики в среднем положении связан с некоторым поворотом самой трубки прибора.АЧХ в области НЧ (в клетке 10 Гц по горизонтали, 10 дБ по вертикали, 0 Гц — где провал)

Измерение КНИ

Измерим КНИ с помощью того же прибора СК4-56. Только подавать сигнал будем с генератора низкой частоты. Для получения как можно более точных результатов необходимо использовать генератор с как можно меньшей величиной собственных искажений. Убедиться в этом можно, подав сигнал напрямую на анализатор спектра. На экране должна «торчать» только одна палка, соответствующая частоте настройки генератора (1 кГц). Также нормируем уровень сигнала чтобы основная гармоника (1 кГц) находилась на уровне 0 дБ сетки, соответственно, побочные гармоники будут иметь уровень минус 20 дБ, минус 40 дБ и т.д.

Спектр сигнала при небольшой выходной мощности (~ 1 Вт):

Спектр сигнала при почти максимальной выходной мощности (~ 20 Вт):

Считать вручную КНИ очень долго, поэтому воспользуюсь маткадом. Вообще говоря, есть КНИ (коэффициент нелинейных искажений) и КГИ (коэффициент гармонических искажений) – немного разные вещи и считаются по разным формулам. Но при малых значениях, КНИ и КГИ в первом приближении совпадают, поэтому будем считать КНИ. Считать будем приближенно, по первым 10 гармоникам. Записываем уровни первых 10 гармоник, переводим из децибел в абсолютные значения, считаем по формуле, получаем уровень КНИ на частоте 1 кГц и почти номинальной мощности – 3,7 %.

Повторяем процедуру на небольшой мощности и получаем значение 0,2 %. В принципе, для лампового усилителя очень и очень неплохо. Однако необходимо учесть что это значения при включенной ООС, при выключенной параметры будут существенно хуже.

Вот и все что мне хотелось рассказать про свой проект постройки лампового усилителя. Свои замечания и предложения прошу писать в комментариях.

Ламповый усилитель на 10 ватт

   Делаем несложный самодельный ламповый усилитель на 10 ватт, собранный по двухтактной схеме с применением распространённых ламп 6П14П. Усиление всего аудиотракта зависит от конструкции и типа лампы. В небольших пределах оно меняется изменением величины анодного резистора. Чем больше резистор, тем больше усиление, но тут и про остальные режимы не надо забывать. У лампы 6Н2П усиление примерно 50-60. Схема лампового УНЧ на 10 вт на рисунке ниже:


   При настройке усилителя надо подобрать лампы, чтобы разброс не превышал 10% по половинам. В данном случае это примеро 10-15в разницы. например на одной половине 160 на другой — 150 — нормально. Если же на одной половине 135, а на другой 165 — лучше поискать другую лампу. Для удобства работы со схемой, всё поделено на три функциональных блока: источник питания, непосредственно ламповый усилитель, индикатор уровня сигнала. 


   Трансформаторы питания унифицированные, или ТС-160, ТС-270. Усилитель нагружен на эстрадные 8-дюймовые ШП, в корпусах S-90, укреплённых и с другими лицевыми панелями.

   Монтаж усилителя можно сделать навесной. Старайтесь не отходить от общепринятых рекомендаций: земляных петель нет, ток через шасси не идёт, сигнал подальше от сети, сердечники трансформаторов в разных плоскостях.

   Использовал для корпуса коробку от нерабочего ПК. Работает нормально и выдаёт мощность даже больше, чем 10 ватт. Данный самодельный УНЧ отлично подойдёт для подключения к компьютеру или DVD плееру.


Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Самый простой ламповый усилитель своими руками. Ламповый усилитель

Специально для конкурса от Ака Касьяна и сайта сайт.

Еще раз поздравляю канал Ака Касьяна с его днём рождением:)

В этой статье я бы хотел поговорить о ламповом звуке и о своей поделки из радио ламп.

Мы живём в XXIвеке и мы всё знаем, что лампы уходят из жизни, и их нигде не применяют кроме как в ламповых усилителях, но эту роскошь (я имею ввиду заводское производство) могут позволить себе только «элитные» люди. Но есть такие замечательные люди, как радиолюбители, ну или любители лампового звука, ведь как говориться — «Стоит услышать один раз ламповый звук и после уже не оттянешь», но увлекаются этой тонкой работой только лишь те, кто глубоко в юных годах когда только появлялись транзисторы остались на стороне ламп, ну или уже в наше время полюбили ламповый звук. Но ведь все же думают, что только люди старшего поколения увлекаются направлением ламповых усилителей, да и вообще радиотехникой в целом. На самом деле это отнюдь не верно и в этой статье я постараюсь развеять это суждение. И так, время представиться, я начинающий радиолюбитель, меня зовут Данил, мне 14 лет, и я из города Воронеж. Обычно после того, когда я говорю данную фразу, все сразу перестают воспринимать в серьез как меня, так и мое увлечение. Но нашлись такие люди, которые смогли поддержать меня. Когда я снял своё первое видео, его прокомментировал Ака Касьян, чему я был бесконечно рад, так же был рад поддержки Михаила. И тут я понял, что раз уж Ака положительно отозвался, то нужно продолжать.

Было лето и я решил взяться за что то более сложное для меня, и это был ламповый усилитель. Сначала углубился изучением теории лампового звука, много читал, смотрел видео и изучал. Когда я уже имел «базовые знания» я занялся поиском какой же я буду собирать усилитель, на это ушло не мало времени, но решил начать я всё же с простого однотактного усилителя на 3х лампах (двух 6П14П и 6Н2П).

Вроде как решил что буду делать, но… Детали было найти сложно, а потом я понял, что нужно найти старый ламповый телевизор. На его поиски так же ушло много времени. Но уже после нескольких недель поиска я отыскал телевизор, который идеально подходил для усилителя. Рекорд В312.

Когда сказали что черно-белый рекорд не был рабочим, то не жалко было снимать лампы. Снял лампы, конденсаторы (они были в хорошем состоянии), пару резисторов и три трансформатора — силовой, ТВК и ТВ-ЗШ (См. Рис. 3.1, 3.2).


Докупил недостающих элементов, и опять же возникла проблема. На первый канал всего хватило, а вот на второй нужна была ещё пара трансов — ТВК и ТВ-ЗШ, где ТВК играл роль дросселя по питанию, а ТВ-ЗШ выходного трансформатора. Ну и с этой проблемой я справился и уже пошел на крайности купив трансформатор. А тем временем наступает уже второй месяц лета, дааа вот так долго я занимался поиском. Ну а дальше нужно было заняться корпусом усилителя, нашел корпус БП от советской логики и решил креативить, получилось конечно не особо, но думаю для первого раза сойдет. Основой послужила вот эта рама от БП (См. Рис. 1). Нижнее основание сделал из доски ламината, и верхнюю крышку тоже из него, для боковин так же сделал накладки из ламината, но уже более светлого.


Теперь по сборке: силовой трансформатор установил сзади, перегородив его заслонкой из железной крышки БП (получился своеобразный экран). Внутри установил диодный мост из диодов her407, два дросселя по анодному и звуковые трансформаторы (См. Рис. 4.1, 4.2). Далее верхняя доска ламината была подогнана под корпус снята фреска, в том числе и для панелек лам с кондерами, которые установил на этой доске (См. Рис. 2). Теперь начал производить монтаж и припаивать элементы, развёл землю. На вход припаял экранированные советские провода. Накал кстати тоже из советских проводов (См. Оставшиеся фотки внизу статьи).



Со мной связался человек, которому я однажды помог в поиске радиоламп. На этот раз ему понадобилась помощь в ремонте усилителя, который он на этих лампах собрал: в одном канале появился сильный гул, который он никак не мог побороть.

Тут нужно сказать пару слов о самом заказчике — это брутальный дядька байкерского вида, с густой чёрной бородищей и татуировками, при этом добрейшей души человек. Занятие у него под стать внешности — ремонт мотоциклов. В электронике же он, по его собственным словам, ничего не понимает. Все бы так «не понимали», что могут собирать собственные ламповые усилители, ну да ладно)
Я согласился ему помочь, и вскоре он привёз мне вот такое чудо:

Корпус для усилителя оказался сваренным из 2-миллиметрового стального листа, который затем был дополнительно состарен и покрыт медью. К счастью, сохранились фотографии рабочего процесса, так что с разрешения автора я ими поделюсь:

Все работы были выполнены вручную при помощи болгарки, дрели, напильников и, разумеется, сварочного аппарата.

В конструкции причудливым образом сочетаются современные элементы и детали от советской радиотехники.

Фактурное покрытие корпуса мне очень понравилось, и я даже всерьёз задумался, не использовать ли мне что-то подобное в собственных проектах.

В общем, усилитель был оставлен мне с просьбой отремонтировать его как можно скорее. Я подключил его к колонкам и убедился в наличии сильнейшего гула в одном канале. Как известно, электроника — наука о контактах, так что наверняка или что-то где-то отпаялось, или, наоборот, замкнулось. Это можно исправить довольно быстро, — наивно подумал я.

Когда я впервые заглянул в «подвал», на первый взгляд всё выглядело неплохо — во всяком случае, для усилителя, сделанного абсолютным новичком. Автор просто взял и поставил внутрь две платы усилителей низкой частоты от радиол «Урал-112».

Но поскольку расположение ламп и трансформаторов его не устраивало, он выпаял их и старательно нарастил все соединения проводочками.

К сожалению, ламповая техника не терпит такого монтажа: длинные провода, многократно переплетающиеся и пересекающие друг друга, собирают все мыслимые шумы и наводки. К тому же автор использовал одноцветный провод МГТФ, и разобраться, что куда идёт, было практически нереально. Да и смысла оставлять родные платы уже не было: их единственное достоинство, заключающееся в том, что их можно поставить «как есть» и сэкономить время и силы, было утеряно, и остались лишь недостатки.

Скажем, в силовой части зря занимали место морально устаревшие селеновые выпрямители и огромные резисторы типа ВС, которые использовались только в цепи питания высокочастотного блока радиолы (R5, R1 и R8). А вот резистивный делитель R3–R4, который должен был подавать небольшое положительное напряжение на среднюю точку накальной обмотки для снижения уровня шума, в процессе переноса потерялся.

При этом стоит отметить, что этот «не разбирающийся в электронике» человек сам (пусть и по готовой схеме) распаял блок индикации на лампах типа «волшебный глаз», да ещё и с отдельным усилителем на лампе 6Н2П, который сделал его независимым от уровня выходной громкости. Правда, при этом были использованы огромные 2-ваттные резисторы (хотя за глаза хватило бы 0,25-ваттных) — их он поставил по принципу «много не мало», чтобы точно не было перегрева. Вот такое удивительное сочетание смекалки, прямых рук и притом полного отсутствия опыта, приводящее к немного курьёзным, но всё равно впечатляющим результатам.

Действуя по наитию, автор сделал два канала усилителя полностью зеркальными — каждый со своим силовым трансформатором. Это тоже оказалось избыточным, поскольку теперь не нужно было питать лампы, отвечавшие за приём радио. Второй трансформатор только мешал, да ещё и сильно гудел, потому что его пластины разболтались от времени, а конструкция не позволяла их надёжно стянуть.

В общем, я понял, что никаким быстрым ремонтом тут и не пахнет, и усилитель нужно переделывать полностью. Ситуация осложнялась тем, что буквально через пару дней я должен был улетать в отпуск. В итоге последние детали я впаивал ночью прямо при заказчике, а на следующее утро, немного поспав, уже мчался в аэропорт) Но всё получилось как надо, и заказчик оказался доволен приятным звуком усилителя и отсутствием шумов. А я только потом понял, что в спешке совсем забыл про фотографирование рабочего процесса.

Есть, правда, кадр, на котором я с помощью батарейки и микроамперметра определяю направление обмоток силового трансформатора.

На самом деле потрудиться пришлось немало. Ведь я, по сути, был вынужден делать двойную работу: сначала разобрать усилитель до нуля, а потом собрать его заново, но уже правильно. 95% радиодеталей в процессе этого были заменены на современные. Остались разве что электролиты в блоке питания — их полированные корпуса были элементом внешнего дизайна. Они хорошо сохранились, так что их суммарной ёмкости оказалось достаточно для того, чтобы фон переменного тока не улавливался ухом на расстоянии 20 см от колонки.

При работе я соблюдал основные правила навесного «лампового» монтажа — минимизацию (в разумных пределах) длины проводников, разнесение в пространстве сигнальных и питающих линий, взаимно перпендикулярное ориентирование силового и выходных трансформаторов, экранирование, избегание петель «земли» и т. д.

На отдыхе я уже начал потихоньку забывать об этом проекте, как вдруг заказчик прислал мне фотографии, на которых было запечатлено нечто очень интересное:

Воспользовавшись отсутствием лишнего силового трансформатора, он изготовил для усилителя новый двухъярусный кожух.

Суровый ламповый усилитель ламповый усилитель, самоделки, моддинг, Алькатрас, ремонт техники, длиннопост
Квадратные отверстия в нём появились неслучайно: корпус было решено стилизовать под здание тюрьмы «Алькатрас»! Ну а какой же Алькатрас без маяка?

В итоге получилось так:

Маяк сделан съёмным и крепится на магните. А лампочка в нём не просто горит, а показывает, включён ли встроенный Bluetooth-модуль, являющийся одним из возможных источников сигнала для усилителя.

Вот так умение работать с металлом и богатая фантазия автора в сочетании с моими скромными познаниями в ламповой технике привели к появлению на свет очень необычного и функционального устройства. Думаю, подходящим названием для него будет «The Rock».

И так. Как я уже писал я уже около 3х месяцев бьюсь над поиском наилучшей схемы и наиболее интересного по звуку лампового усилителя. Цель сделать с наименьшими потерями как финансовыми так и в качестве звука сделать ламповый усилитель своими руками. Я попробовал несколько ламп разного типа и производителей первый мой усилитель по делу собранный своими руками это был 2х ламповый на 6п6с и 6н9с. Лампа 6п6с (но правельней все же собирать маршал 18 ватт на лампах типа 6п14п,6п14п-ев,6п43п ну и коне что же на оригинале EL84) мне очень понравилась по звуку самый оптимальный вариант для гитары. 6н9с это двойной триод так что в целях экономия места мы его заменяем на 6н2п более современного собрата. Поиграв месяц на однотактном усилителе я все таки понял что нет. МАЛОВАТО! надо что то больше и по громче мутить. Прочитал несколько десятков статей из форумов, понял по какому принципу они работают я сначала попробовал схему на 3х лампах а потом все таки вернулся на 4х ламповую схему Marshall 18 Watt.

Схема Marshall 18 Watt

Схемы различаются только темброблоками, я лично делал как на нижней, но выбор оставляю за вами.

(для просмотра в большом размере перейдите по линку на фотографию и выберете «в другом размере > оригинал»)



Представленные схемы являются Lite версиями

В общем схема стара как мир, скажем так классика музыкального звука. Одна из самых распространенных схем знаменитой компании. У этого усилителя есть даже собственный сайт где сотни вариантов реплик. И так, начался процесс покупки и подбора деталей. На тот момент у меня был пару ламп 6п6с и пару ламп 6н2п до купились площадки. Дальше я начал искать трансформаторы. Выходной трансформатор можна заказать в интернет магазине у Ерасова, или попытаться найти что то подобное на развалах. Я нашел трансформатор на радио рынке в Царицино.Использовал ТПП 245-127/220-50, первичные обмотки как раз в тему для разбитие на
полупериоды от ламп, а вторичные 15-16 и 17-18 то есть 10+10 вольтовые
обмотки.


Для снижения шума сразу после диодного моста рекомендуется установить небольшой дроссель. Я использовал Д22 хоть он и маленький по току но нечего смертельного с ним не произошло. Лампы можно заказать либо в том же Ерасове либо в интернет магазине http://www.istok2.com/ . Все сопутствующие детали либо покупаем где можем купить, либо набираем сами.

Далее делаем шасси. Шасси это основа на которой делается весь монтаж. Можно купить, что собственно около 100 $ но можно сделать из старого компьютерного корпуса. Как собственно я и поступил. Старый АТ корпус у него верхняя крышка и обе стенки это единый согнутый лист. Отмеряем сколько нам надо и отпиливаем.


« » на Яндекс.Фотках


« » на Яндекс.Фотках


Плату питания я выполнял на текстолите.


Не забываем о токах! Так что бы накала 6,3 вольта хватало на все лампы. Мне пришлось докупать отдельно трансформатор 4*6,3 для того чтобы запитать все 4 лампы. Также незабываем шунтировать 6,3 вольта на общий «-«. Еще из рекомендаций по питанию могу сказать лишь что при возможности попытайтесь разбить накал и 300в на разные тумблеры. Так как напругу лучше подавать на теплую лампу.



на Яндекс.Фотках

Сначала я поленился и спаял фактически как попало. Все совсем страшно, фонит гудит короче хаос. Так что лучше сразу и на совесть. Но на этой стадии рекомендуется определиться где у вас что будет находиться. И чисто практических рекомендаций могу посоветовать расположить лампы на противоположной стороне от передней панели. И НЕ ВКОЕМ!!! случае не красить если вы не уверены. придется все разбирать и перекрашивать шасси!


Плату можно выполнить из чего угодно, главное чтобы все было чисто и аккуратно. и с наименьшим расстоянием проводов по которым течет сигнал. А питание просто постарайтесь сосредоточить в одном месте и пустить все провода по одному жгуту.

Если мы все собрали и у нас все работает то должно получиться примерно вот такое.

(статья не закончена и будет дописывать, впереди покраска,сборка корпуса головы и кабинета мелкая настройка и семплы!)


Опять же рекомендация, перед тем как сверлить дырки внимательно подумайте или на коленке попробуйте какая конфигурация будет у вас в итоге. Для крепления шасси к корпусу к боковым стенкам были прикручены 2 доски. Усилитель своими руками он собственно предполагает что вы все будете делать и переделывать по 150 раз если все изначально не продумаете.

Теперь немного про прокладку проводов. Из моих рекомендаций… сразу после гнезд ставиться резистор на общий (-) 1Мом, смонтируйте его на прямо на ножках лампы, провод от гнезд строго экранированный.

Провода накала 6,3 вольта должны быть сплетены в тугую косичку (витая пара).

Все общие провода (землю) сводим в одну точку, такой монтаж называется звезда. Провод берем из любого старого дросселя сечением 0,75 если найдете то изаляционную надо делать из лако-ткини но в принцепе можно безпроблем использовать любой кембрик.


Ну и как я и говорил что придется перекрашивать шасси.

В итоге я оставил только мастер громкость, всю остальную мишуру просто выбросил.

Всем друзьям спасибо за помошь, за информацию. Даю еще несколько ссылок на статьи с . У http://rumapucm.ya.ru схема была полностью мною переработана и из итак Лайт была сделана еще лайтовей.

На самом деле оболденный усилитель Маршал 18 ватт я к сожелению собирал не оригинальную схему а земенял выходные лампы на актальные. Конечто это координально меняет звук все таки настоящим Маршал 18 считается усилитель на 6п14п (EL84)

Я думаю что я когда нибуть воркопну этот проэкт и соберу себе маршал на елках:)

В статье вы узнаете, как сделать ламповые усилители своими руками из подручных материалов. Не секрет, что ламповый звук — самый красивый, его поклонники будут существовать во все времена, несмотря на то что рынок пестрит большим количеством предложений малогабаритной техники на транзисторах и микросхемах. Рассмотрите более подробно, что вам следует учитывать при изготовлении лампового усилителя.

Питание — основная трудность

Да, именно с питанием могут возникнуть проблемы, так как вам потребуется два значения переменного напряжения: 6,3 В для питания нитей накала и от 150 В для анодов ламп. Самое первое, что нужно выяснить для себя — мощность будущей конструкции. От этого зависит мощность трансформатора для блока питания. Обратите внимание на то, что у трансформатора должно быть три обмотки. Без такого питания нельзя сделать ламповые

Кроме вышеназванных вторичных, должна быть еще и сетевая (первичная). Она должна содержать столько витков, чтобы трансформатор работал в нормальном режиме. И даже при значительной нагрузке (и скачках напряжения в сети вплоть до 250 В) обмотка не должна перегреваться. Конечно, габариты у блока питания будут немаленькие из-за больших размеров трансформатора.

Выпрямитель

Вам потребуется сделать выпрямитель, чтобы на выходе получить минимум +150 Вольт постоянного напряжения. Для этого нужно использовать мостовую схему соединения диодов. В конструкции блока питания можно использовать диоды Д226. Если нужно сделать высокую надежность, то используйте Д219 (у них максимальный рабочий ток составляет 10 Ампер). Если вы делаете ламповые усилители своими руками, то соблюдайте правила техники безопасности.

Неплохо работают в блоках питания диодные сборки. Нужно только выбирать те, которые способны нормально функционировать при напряжениях до 300 Вольт. Особое внимание уделите фильтрации выходного постоянного напряжения — установите 3-4 электролитических конденсатора, соединенных параллельно. Емкость каждого должна составлять не менее 50 мкФ, напряжение питания свыше 300 В.

Схема на лампах

Итак, теперь ближе к самой схеме. Если вы изготавливаете ламповый гитарный усилитель своими руками, либо же для воспроизведения музыки, нужно понимать, что самое главное — это безопасность и надежность. Самые распространенные схемы содержат один или два каскада предварительного усилителя и один оконечный. Предварительные строятся на триодах. Так как существуют радиолампы, у которых в одном цоколе находится два триода, вы можете немного сэкономить места при монтаже.

А теперь о том, какие элементы содержат ламповые усилители. Своими руками придется собрать все в единую конструкцию. Для лампы в предварительном усилителе лучше всего использовать 6Н2П, 6Н23П, 6Н1П. Причем, несмотря на то, что все эти лампы являются аналогами друг другу, 6Н23П намного приятнее звучит. Эту лампу можно встретить в блоке ПТК (переключатель телевизионных каналов) старых черно-белых телевизоров типа «Рекорд», «Весна-308», и т. д.

Оконечный усилительный каскад

В качестве выходной лампы обычно используются 6П14П, 6П3С, Г-807. Причем первая будет самой миниатюрной, а вот последние две весьма внушительных размеров. А у Г-807 анод и вовсе в верхней части баллона. Обратите внимание на то, что в ламповых УНЧ обязательно нужно использовать трансформатор для подключения акустики. Без такого согласующего трансформатора нельзя сделать ламповый усилитель своими руками.

Прекрасно работают в качестве выходных трансформаторы ТВК, используемые в кадровой развертке. Его первичная обмотка включается между плюсом блока питания и анодом выходной лампы. Параллельно к обмоткам подключается конденсатор. Причем очень важно подобрать правильный! Во-первых, он должен быть бумажным (типа МБМ). Во-вторых, его емкость должна быть как минимум 3300 пФ. Нельзя применять электролитические или керамические.

Регулировки и стереозвук

Сделать стереозвук окажется очень просто. Достаточно только сделать два одинаковых усилителя. Можно встретить в старой советской технике стереофонический ламповый усилитель. Своими руками можно повторить конструкцию. Но нужно учитывать некоторые особенности:

  1. подключается непосредственно ко входу усилителя. который используется для него, нужно выбирать такой, чтобы в одном корпусе на оси было два элемента. Другими словами, чтобы при вращении ручки менялось сопротивление сразу у двух резисторов.
  2. Аналогичные требования и к регулятору частот. Включается он в анодную цепь первого триода предварительного усилителя.

Корпус для усилителя

Если вы делаете ламповый гитарный усилитель своими руками, то использовать корпус из металла есть смысл. Ему не страшны будут удары и иные мелкие потрясения. Но если вы делаете усилитель для использования дома, например, для подключения к плееру, компьютеру, то разумнее использовать корпус из дерева. Но нужно учесть, что трансформатор питания желательно крепить к корпусу при помощи резиновых прокладок. С их помощью уменьшаются вибрации.

Многое зависит от того, какой будет корпус лампового усилителя. Своими руками многие мастера изготавливают корпуса из листового алюминия. Если на лампу будут воздействовать даже мелкие вибрации, ее сетка начнет колебаться. И эти колебания начнут усиливаться, а результат — гудение в динамиках. Также нужно сделать общую шину, которая должна проходить возле всех ламп, входящих в конструкцию. Все провода, по которым идет сигнал, должны быть максимально экранированы — это позволит избавиться от различного рода наводок.

Схемы с транзисторами

И еще одна интересная конструкция — это лампово-транзисторные усилители. Своими руками такие сделать можно буквально за вечер. Но вот ламповые конструкции, как правило, делаются навесным монтажом. Он оказывается самым удобным и простым. А в случае, если будут использоваться транзисторы, нужно применять печатный монтаж. Кроме того, потребуется наличие напряжения 9 или 12 Вольт для питания транзисторных каскадов. Причем транзисторы используются только для построения предварительного каскада усиления. Другими словами, у вас останется всего одна лампа — в выходном каскаде (или две, если речь идет о стерео варианте).

ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ

В превосходстве лампового звука над транзисторным я убедился после первого же собранного и прослушанного усилителя. Несмотря на всё новые микросхемы, транзисторы и прочие «камни», вакуум всё-же предпочтительней для качественного УНЧ. Как не крути, а проходя через пустоту звуковой сигнал имеет меньше искажений, чем проходя через германий и кремний. Причём разница особенно заметна во время поочерёдного прослушивания двух усилителей. Чтоб не покупать дорогущие фирменные ЛУНЧ, можно сделать ламповый усилитель своими руками. Для тех, кто решил убедится в этом сам, предлагается простая классическая схема двухтактного лампового усилителя с мощностью примерно 20 ватт на канал, с сайта radiostation.ru .

Для транса питания, берём старый добрый ТС180-2 от телевизора. Выходные трансформаторы типа ТН, но можно задействовать и ТАНы. Используя все ресурсы военного производства и неоценимую помощь дяди Вадима в создании лампового усилителя , мне удалось сделать такой девайс:

Основой лампового усилителя, является дюралевая пластина 200х160 мм толщиной 4 мм, на которой крепятся детали и лампы. Затем вся конструкция красится в белый цвет (надоели чёрные коробки) и по углам прикручиваются стойки из полированного дюраля Д95. Трансформаторы питания и выходные, помещаются в экраны из жести, для уменьшения фона и наводок.

Для экономии места, дроссель питания был исключён, и вместо него используется простой П-фильтр, конденсатор на 300 мкф — резистор 15 Вт 100 Ом — конденсатор 300 мкф. Фон лампового усилителя в динамиках, не прослушивается даже в тишине.

Самодельная АС и ламповый усилитель

Доброго времени суток любителям хорошего звука и всем читателям. Предлагаю оценить мое «творение» — самодельный ламповый усилитель и самодельную акустическую систему для него, которые были собраны для попытки уйти от «неправильного» транзисторного звука и наслаждаться музыкой по возможности как можно ближе к аналоговому звуку. Сразу скажу, что писательским талантом не обладаю, текста будет мало, но зато будет много фотографий 🙂 Итак, начнем. Усилитель

 

Двойное моно в одном корпусе. 


Лампы: 6Н9С + 2шт EL34EH, индикация уровня выходного сигнала 6Е3П (2шт, для «понта»)

Материал корпуса: аллюминий толщиной 6 мм. Окрашен автоэмалью.

Силовые трансформаторы: ТС200
Выходные трансформаторы: ТС100 от магнитофона «Комета»Частотная характеристика: 30-18000 Гц.
Не шумит, не «фонит».
Выходная мощность: 2 х 10 Вт
Используемая литература при сборке и наладке:
Г. Г. Генкин «Справочник радиоконструктора», 1948г., Лениздат
Г. С. Гендин «Радиолюбительское конструирование», 2004


Акустическая системаТип: АСОТ
Объем: 165 л
Вес: 67 кг
Корпус (внутренний): сосна как каркас толщиной 18 мм
Отделка: боковые стенки – малазийский паркетный дуб (удельный вес 1.6), верхние и нижние крышки – мрамор толщиной 20 мм, по углам боковых панелей – вставки из мрамора, оклейка декоративных деталей с целью уменьшения резонанса приклеена на автомобильный герметик, передняя панель – дубовый щит толщиной 40 мм, заполнение внутреннего объема – синтетическая вата весом 0,3 кг
Динамические головки: СВЧ – Fostex FT17H (динамик хороший, но можно обойтись и без него), ВЧ – Beyma CP25 (потрясающее натуральное воспроизведение вч регистра), СЧ – Fostex FE206E (на наш взгляд найден абсолютный объем – полусфера V = 5,65 л, для достижения линейной характеристики средних частот), идеальная линейность в полусферическом объеме, НЧ – 100ГДН-33, завод НОЭМА (динамик полностью реализовался в объеме 165 л, глубокий бас даже на мощности 3 Вт)Фильтры первого порядка:
Частотная характеристика: 35-18500 Гц (честно)
Акустические кабели: серебро 140 жил в тефлоновой изоляции от самолета ТУ-134, сечение 10 мм2
Система дает «открытый» звук на мощности 4 Вт (советского стандарта)
Список использованной литературы: С. Бать, Г. А. Поляков, А. Я. Гриф, Г. Г. Генкин «Расчет и оформление акустических систем открытого типа», 1948 г., Г. С. Гендин «Конструирование и расчет радиолюбительских акустических систем», М. Ф. Эфрусси «Расчет громкоговорителей» (журнал «Радио», №3 1977г.), О. Салтыков «Расчет характеристик громкоговорителя» (добротность-головка-ящик,  журнал «Радио», №10 1981г.)
Закачал еще немного видео, но качество испортилось после конвертации в более-менее приличный размер:
 

Ламповый усилитель для наушников своими руками схема

— Сосед запарил по батарее стучать. Сделал музыку громче, чтобы его не слышать. (Из фольклора аудиофилов).

Эпиграф иронический, но аудиофил совсем не обязательно «больной на всю голову» с физиономией Джоша Эрнеста на брифинге по вопросам отношений с РФ, которого «прёт» оттого, что соседи «счастливы». Кто-то хочет слушать серьезную музыку дома как в зале. Качество аппаратуры для этого нужно такое, какое у любителей децибел громкости как таковых просто не помещается там, где у здравомыслящих людей ум, но у последних оный за разум заходит от цен на подходящие усилители (УМЗЧ, усилитель мощности звуковой частоты). А у кого-то попутно возникает желание приобщиться к полезным и увлекательным сферам деятельности – технике воспроизведения звука и вообще электронике. Которые в век цифровых технологий неразрывно связаны и могут стать высокодоходной и престижной профессией. Оптимальный во всех отношениях первый шаг в этом деле – сделать усилитель своими руками: именно УМЗЧ позволяет с начальной подготовкой на базе школьной физики на одном и том же столе пройти путь от простейших конструкций на полвечера (которые, тем не менее, неплохо «поют») до сложнейших агрегатов, через которые с удовольствием сыграет и хорошая рок-группа. Цель данной публикации – осветить первые этапы этого пути для начинающих и, возможно, сообщить кое-что новое опытным.

УМЗЧ мощностью 350 Вт

Простейшие


Итак, для начала попробуем сделать усилитель звука, который просто работает. Чтобы основательно вникнуть в звукотехнику, придется постепенно освоить довольно много теоретического материала и не забывать по мере продвижения обогащать багаж знаний. Но любая «умность» усваивается легче, когда видишь и щупаешь, как она работает «в железе». В этой статье далее тоже без теории не обойдется – в том, что нужно знать поначалу и что возможно пояснить без формул и графиков. А пока достаточно будет умения паять электропаяльником и пользоваться мультитестером.

Примечание: если вы до сих пор не паяли электронику, учтите – ее компоненты нельзя перегревать! Паяльник – до 40 Вт (лучше 25 Вт), максимально допустимое время пайки без перерыва – 10 с. Паяемый вывод для теплоотвода удерживается в 0,5-3 см от места пайки со стороны корпуса прибора медицинским пинцетом. Кислотные и др. активные флюсы применять нельзя! Припой – ПОС-61.

Слева на рис. – простейший УМЗЧ, «который просто работает». Его можно собрать как на германиевых, так и на кремниевых транзисторах.

Простейшие усилители звука

На этой крошке удобно осваивать азы наладки УМЗЧ с непосредственными связями между каскадами, дающими наиболее чистый звук:

  • Перед первым включением питания нагрузку (динамик) отключаем;
  • Вместо R1 впаиваем цепочку из постоянного резистора на 33 кОм и переменного (потенциометра) на 270 кОм, т.е. первый прим. вчетверо меньшего, а второй прим. вдвое большего номинала против исходного по схеме;
  • Подаем питание и, вращая движок потенциометра, в точке, обозначенной крестиком, выставляем указанный ток коллектора VT1;
  • Снимаем питание, выпаиваем временные резисторы и замеряем их общее сопротивление;
  • В качестве R1 ставим резистор номинала из стандартного ряда, ближайшего к измеренному;
  • Заменяем R3 на цепочку постоянный 470 Ом + потенциометр 3,3 кОм;
  • Так же, как по пп. 3-5, в т. а выставляем напряжение, равное половине напряжения питания.

Точка а, откуда снимается сигнал в нагрузку это т. наз. средняя точка усилителя. В УМЗЧ с однополярным питанием в ней выставляют половину его значения, а в УМЗЧ в двухполярным питанием – ноль относительно общего провода. Это называется регулировкой баланса усилителя. В однополярных УМЗЧ с емкостной развязкой нагрузки отключать ее на время наладки не обязательно, но лучше привыкать делать это рефлекторно: разбалансированный 2-полярный усилитель с подключенной нагрузкой способен сжечь свои же мощные и дорогие выходные транзисторы, а то и «новый, хороший» и очень дорогой мощный динамик.

Примечание: компоненты, требующие подбора при наладке устройства в макете, на схемах обозначаются или звездочкой (*), или штрихом-апострофом (‘).

В центре на том же рис. – простой УМЗЧ на транзисторах, развивающий уже мощность до 4-6 Вт на нагрузке 4 Ом. Хотя и работает он, как и предыдущий, в т. наз. классе AB1, не предназначенном для Hi-Fi озвучивания, но, если заменить парой таких усилитель класса D (см. далее) в дешевых китайских компьютерных колонках, их звучание заметно улучшается. Здесь узнаем еще одну хитрость: мощные выходные транзисторы нужно ставить на радиаторы. Компоненты, требующие дополнительного охлаждения, на схемах обводятся пунктиром; правда, далеко не всегда; иногда – с указанием необходимой рассеивающей площади теплоотвода. Наладка этого УМЗЧ – балансировка с помощью R2.

Справа на рис. – еще не монстр на 350 Вт (как был показан в начале статьи), но уже вполне солидный зверюга: простой усилитель на транзисторах мощностью 100 Вт. Музыку через него слушать можно, но не Hi-Fi, класс работы – AB2. Однако для озвучивания площадки для пикника или собрания на открытом воздухе, школьного актового или небольшого торгового зала он вполне пригоден. Любительская рок-группа, имея по такому УМЗЧ на инструмент, может успешно выступать.

Динамика


Динамический диапазон УМЗЧ определяется по кривым равной громкости и пороговым значениям для разных степеней восприятия:

  1. Симфоническая музыка и джаз с симфоническим сопровождением – 90 дБ (110 дБ – 20 дБ) идеал, 70 дБ (90 дБ – 20 дБ) приемлемо. Звук с динамикой 80-85 дБ в городской квартире не отличит от идеального никакой эксперт.
  2. Прочие серьезные музыкальные жанры – 75 дБ отлично, 80 дБ «выше крыши».
  3. Попса любого рода и саундтреки к фильмам – 66 дБ за глаза хватит, т.к. данные опусы уже при записи сжимаются по уровням до 66 дБ и даже до 40 дБ, чтобы можно было слушать на чем угодно.

Динамический диапазон УМЗЧ, правильно выбранного для данного помещения, считают равным его уровню собственных шумов, взятому со знаком +, это т. наз. отношение сигнал/шум.

КНИ


Нелинейные искажения (НИ) УМЗЧ это составляющие спектра выходного сигнала, которых не было во входном. Теоретически НИ лучше всего «затолкать» под уровень собственных шумов, но технически это очень трудно реализуемо. На практике берут в расчет т. наз. эффект маскировки: на уровнях громкости ниже прим. 30 дБ диапазон воспринимаемых человеческим ухом частот сужается, как и способность различать звуки по частоте. Музыканты слышат ноты, но оценить тембр звука затрудняются. У людей без музыкального слуха эффект маскировки наблюдается уже на 45-40 дБ громкости. Поэтому УМЗЧ с КНИ 0,1% (–60 дБ от уровня громкости в 110 дБ) оценит как Hi-Fi рядовой слушатель, а с КНИ 0,01% (–80 дБ) можно считать не искажающим звук.

Лампы


Последнее утверждение, возможно, вызовет неприятие, вплоть до яростного, у адептов ламповой схемотехники: мол, настоящий звук дают только лампы, причем не просто какие-то, а отдельные типы октальных. Успокойтесь, господа – особенный ламповый звук не фикция. Причина – принципиально различные спектры искажений у электронных ламп и транзисторов. Которые, в свою очередь, обусловлены тем, что в лампе поток электронов движется в вакууме и квантовые эффекты в ней не проявляются. Транзистор же прибор квантовый, там неосновные носители заряда (электроны и дырки) движутся в кристалле, что без квантовых эффектов вообще невозможно. Поэтому спектр ламповых искажений короткий и чистый: в нем четко прослеживаются только гармоники до 3-й – 4-й, а комбинационных составляющих (сумм и разностей частот входного сигнала и их гармоник) очень мало. Поэтому во времена вакуумной схемотехники КНИ называли коэффициентом гармоник (КГ). У транзисторов же спектр искажений (если они измеримы, оговорка случайная, см. ниже) прослеживается вплоть до 15-й и более высоких компонент, и комбинационных частот в нем хоть отбавляй.

На первых порах твердотельной электроники конструкторы транзисторных УМЗЧ брали для них привычный «ламповый» КНИ в 1-2%; звук с ламповым спектром искажений такой величины рядовыми слушателями воспринимается как чистый. Между прочим, и самого понятия Hi-Fiтогда еще не было. Оказалось – звучат тускло и глухо. В процессе развития транзисторной техники и выработалось понимание, что такое Hi-Fi и что для него нужно.

В настоящее время болезни роста транзисторной техники успешно преодолены и побочные частоты на выходе хорошего УМЗЧ с трудом улавливаются специальными методами измерений. А ламповую схемотехнику можно считать перешедшей в разряд искусства. Его основа может быть любой, почему же электронике туда нельзя? Тут уместна будет аналогия с фотографией. Никто не сможет отрицать, что современная цифрозеркалка дает картинку неизмеримо более четкую, подробную, глубокую по диапазону яркостей и цвета, чем фанерный ящичек с гармошкой. Но кто-то крутейшим Никоном «клацает фотки» типа «это мой жирный кошак нажрался как гад и дрыхнет раскинув лапы», а кто-то Сменой-8М на свемовскую ч/б пленку делает снимок, перед которым на престижной выставке толпится народ.

Примечание: и еще раз успокойтесь – не все так плохо. На сегодня у ламповых УМЗЧ малой мощности осталось по крайней мере одно применение, и не последней важности, для которого они технически необходимы.

Опытный стенд


Многие любители аудио, едва научившись паять, тут же «уходят в лампы». Это ни в коем случае не заслуживает порицания, наоборот. Интерес к истокам всегда оправдан и полезен, а электроника стала таковой на лампах. Первые ЭВМ были ламповыми, и бортовая электронная аппаратура первых космических аппаратов была тоже ламповой: транзисторы тогда уже были, но не выдерживали внеземной радиации. Между прочим, тогда под строжайшим секретом создавались и ламповые… микросхемы! На микролампах с холодным катодом. Единственное известное упоминание о них в открытых источниках есть в редкой книге Митрофанова и Пикерсгиля «Современные приемно-усилительные лампы».

Ламповый УМЗЧ с возможностью переключения режимов выходного каскада

Но хватит лирики, к делу. Для любителей повозиться с лампами на рис. – схема стендового лампового УМЗЧ, предназначенного именно для экспериментов: SA1 переключается режим работы выходной лампы, а SA2 – напряжение питания. Схема хорошо известна в РФ, небольшая доработка коснулась только выходного трансформатора: теперь можно не только «гонять» в разных режимах родную 6П7С, но и подбирать для других ламп коэффициент включения экранной сетки в ульралинейном режиме; для подавляющего большинства выходных пентодов и лучевых тетродов он или 0,22-0,25, или 0,42-0,45. Об изготовлении выходного трансформатора см. ниже.

Гитаристам и рокерам


Это тот самый случай, когда без ламп не обойтись. Как известно, электрогитара стала полноценным солирующим инструментом после того, как предварительно усиленный сигнал со звукоснимателя стали пропускать через специальную приставку – фьюзер – преднамеренно искажающую его спектр. Без этого звук струны был слишком резким и коротким, т.к. электромагнитный звукосниматель реагирует только на моды ее механических колебаний в плоскости деки инструмента.

Вскоре выявилось неприятное обстоятельство: звучание электрогитары с фьюзером обретает полную силу и яркость только на больших громкостях. Особенно это проявляется для гитар со звукоснимателем типа хамбакер, дающим самый «злой» звук. А как быть начинающему, вынужденному репетировать дома? Не идти же в зал выступать, не зная точно, как там зазвучит инструмент. И просто любителям рока хочется слушать любимые вещи в полном соку, а рокеры народ в общем-то приличный и неконфликтный. По крайней мере те, кого интересует именно рок-музыка, а не антураж с эпатажем.

Так вот, оказалось, что роковый звук появляется на уровнях громкости, приемлемых для жилых помещений, если УМЗЧ ламповый. Причина – специфическое взаимодействие спектра сигнала с фьюзера с чистым и коротким спектром ламповых гармоник. Тут снова уместна аналогия: ч/б фото может быть намного выразительнее цветного, т.к. оставляет для просмотра только контур и свет.

Тем, кому ламповый усилитель нужен не для экспериментов, а в силу технической необходимости, долго осваивать тонкости ламповой электроники недосуг, они другим увлечены. УМЗЧ в таком случае лучше делать бестрансформаторный. Точнее – с однотактным согласующим выходным трансформатором, работающим без постоянного подмагничивания. Такой подход намного упрощает и ускоряет изготовление самого сложного и ответственного узла лампового УМЗЧ.

«Бестрансформаторный» ламповый выходной каскад УМЗЧ и предварительные усилители к нему

Справа на рис. дана схема бестрансформаторного выходного каскада лампового УМЗЧ, а слева – варианты предварительного усилителя для него. Вверху – с регулятором тембра по классической схеме Баксандала, обеспечивающей достаточно глубокую регулировку, но вносящей небольшие фазовые искажения в сигнал, что может быть существенно при работе УМЗЧ на 2-полосную АС. Внизу – предусилитель с регулировкой тембра попроще, не искажающей сигнал.

Но вернемся к «оконечнику». В ряде зарубежных источников данная схема считается откровением, однако идентичная ей, за исключением емкости электролитических конденсаторов, обнаруживается в советском «Справочнике радиолюбителя» 1966 г. Толстенная книжища на 1060 страниц. Не было тогда интернета и баз данных на дисках.

Описание бестрансформаторного выходного каскада лампового УМЗЧ

Усовершенствованный бестрансформаторный выходной каскад лампового УМЗЧ

Там же, справа на рис., коротко, но ясно описаны недостатки этой схемы. Усовершенствованная, из того же источника, дана на след. рис. справа. В ней экранная сетка Л2 запитана от средней точки анодного выпрямителя (анодная обмотка силового трансформатора симметричная), а экранная сетка Л1 через нагрузку. Если вместо высокоомных динамиков включить согласующий трансформатор с обычным динамиков, как в пред. схеме, выходная мощность составить ок. 12 Вт, т.к. активное сопротивление первичной обмотки трансформатора много меньше 800 Ом. КНИ этого оконечного каскада с трансформаторным выходом – прим. 0,5%

Как сделать трансформатор?


Главные враги качества мощного сигнального НЧ (звукового) трансформатора – магнитное поле рассеяния, силовые линии которого замыкаются, обходя магнитопровод (сердечник), вихревые токи в магнитопроводе (токи Фуко) и, в меньшей степени – магнитострикция в сердечнике. Из-за этого явления небрежно собранный трансформатор «поет», гудит или пищит. С токами Фуко борются, уменьшая толщину пластин магнитопровода и дополнительно изолируя их лаком при сборке. Для выходных трансформаторов оптимальная толщина пластин – 0,15 мм, максимально допустимая – 0,25 мм. Брать для выходного трансформатора пластины тоньше не следует: коэффициент заполнения керна (центрального стержня магнитопровода) сталью упадет, сечение магнитопровода для получения заданной мощности придется увеличить, отчего искажения и потери в нем только возрастут.

В сердечнике звукового трансформатора, работающего с постоянным подмагничиванием (напр., анодным током однотактного выходного каскада) должен быть небольшой (определяется расчетом) немагнитный зазор. Наличие немагнитного зазора, с одной стороны, уменьшает искажения сигнала от постоянного подмагничивания; с другой – в магнитопроводе обычного типа увеличивает поле рассеяния и требует сердечника большего сечения. Поэтому немагнитный зазор нужно рассчитывать на оптимум и выполнять как можно точнее.

Выходные трансформаторы двухтактных оконечных каскадов наматываются по специальным схемам, чтобы уменьшить паразитную (через поле рассеяния, не через сердечник) магнитную связь между секциями анодной обмотки. Связь через поле рассеяния – специфический для «двухтактников» и весьма сильный фактор, ухудшающий звук. Схемы намотки выходных трансформаторов ультралинейных 2-тактных выходных каскадов весьма сложны.

Для трансформаторов, работающих с подмагничиванием, оптимальный тип сердечника – из пластин Шп (просеченных), поз. 1 на рис. В них немагнитный зазор образуется при просечке керна и потому стабилен; его величина указывается в паспорте на пластины или замеряется набором щупов. Поле рассеяния минимально, т.к. боковые ветви, через которые замыкается магнитный поток, цельные. Из пластин Шп часто собирают и сердечники трансформаторов без подмагничивания, т.к. пластины Шп делают из высококачественной трансформаторной стали. В таком случае сердечник собирают вперекрышку (пластины кладут просечкой то в одну, то в другую сторону), а его сечение увеличивают на 10% против расчетного.

Магнитопроводы и каркас обмоток звуковых трансформаторов

Трансформаторы без подмагничивания лучше мотать на сердечниках УШ (уменьшенной высоты с уширенными окнами), поз. 2. В них уменьшение поля рассеяния достигается за счет уменьшения длины магнитного пути. Поскольку пластины УШ доступнее Шп, из них часто набирают и сердечники трансформаторов с подмагничиванием. Тогда сборку сердечника ведут внакрой: собирают пакет из Ш-пластин, кладут полоску непроводящего немагнитного материала толщиной в величину немагнитного зазора, накрывают ярмом из пакета перемычек и стягивают все вместе обоймой.

Примечание: «звуковые» сигнальные магнитопроводы типа ШЛМ для выходных трансформаторов высококачественных ламповых усилителей мало пригодны, у них большое поле рассеяния.

На поз. 3 дана схема размеров сердечника для расчета трансформатора, на поз. 4 конструкция каркаса обмоток, а на поз. 5 – выкройки его деталей. Что до трансформатора для «бестрансформаторного» выходного каскада, то его лучше делать на ШЛМме вперекрышку, т.к. подмагничивание ничтожно мало (ток подмагничивания равен току экранной сетки). Главная задача тут – сделать обмотки как можно компактнее с целью уменьшения поля рассеяния; их активное сопротивление все равно получится много меньше 800 Ом. Чем больше свободного места останется в окнах, тем лучше получился трансформатор. Поэтому обмотки мотают виток к витку (если нет намоточного станка, это маета ужасная) из как можно более тонкого провода, коэффициент укладки анодной обмотки для механического расчета трансформатора берут 0,6. Обмоточный провод – марок ПЭТВ или ПЭММ, у них жила бескислородная. ПЭТВ-2 или ПЭММ-2 брать не надо, у них от двойной лакировки увеличенный наружный диаметр и поле рассеяния будет больше. Первичную обмотку мотают первой, т.к. именно ее поле рассеяния больше всего влияет на звук.

Самодельный выходной трансформатор звуковой частоты

Железо для этого трансформатора нужно искать с отверстиями в углах пластин и стяжными скобами (см. рис. справа), т.к. «для полного счастья» сборка магнитопровода производится в след. порядке (разумеется, обмотки с выводами и наружной изоляцией должны быть уже на каркасе):

  1. Готовят разбавленный вдвое акриловый лак или, по старинке, шеллак;
  2. Пластины с перемычками быстро покрывают лаком с одной стороны и как можно быстрее, не придавливая сильно, вкладывают в каркас. Первую пластину кладут лакированной стороной внутрь, следующую – нелакированной стороной к лакированной первой и т.д;
  3. Когда окно каркаса заполнится, накладывают скобы и туго стягивают болтами;
  4. Через 1-3 мин, когда выдавливание лака из зазоров видимо прекратится, добавляют пластин снова до заполнения окна;
  5. Повторяют пп. 2-4, пока окно не будет туго набито сталью;
  6. Снова туго стягивают сердечник и сушат на батарее и т.п. 3-5 суток.

Собранный по такой технологии сердечник имеет очень хорошие изоляцию пластин и заполнение сталью. Потерь на магнитострикцию вообще не обнаруживается. Но учтите – для сердечников их пермаллоя данная методика неприменима, т.к. от сильных механических воздействий магнитные свойства пермаллоя необратимо ухудшаются!

На микросхемах


УМЗЧ на интегральных микросхемах (ИМС) делают чаще всего те, кого устраивает качество звука до среднего Hi-Fi, но более привлекает дешевизна, быстрота, простота сборки и полное отсутствие каких-либо наладочных процедур, требующих специальных знаний. Попросту, усилитель на микросхемах – оптимальный вариант для «чайников». Классика жанра здесь – УМЗЧ на ИМС TDA2004, стоящей на серии, дай бог памяти, уже лет 20, слева на рис. Мощность – до 12 Вт на канал, напряжение питания – 3-18 В однополярное. Площадь радиатора – от 200 кв. см. для максимальной мощности. Достоинство – способность работать на очень низкоомную, до 1,6 Ом, нагрузку, что позволяет снимать полную мощность при питании от бортовой сети 12 В, а 7-8 Вт – при 6-вольтовом питании, напр., на мотоцикле. Однако выход TDA2004 в классе В некомплементарный (на транзисторах одинаковой проводимости), поэтому звучок точно не Hi-Fi: КНИ 1%, динамика 45 дБ.

Звуковые усилители на микросхемах TDA

Более современная TDA7261 звук дает не лучше, но мощнее, до 25 Вт, т.к. верхний предел напряжения питания увеличен до 25 В. Нижний, 4,5 В, все еще позволяет запитываться от 6 В бортсети, т.е. TDA7261 можно запускать практически от всех бортсетей, кроме самолетной 27 В. С помощью навесных компонент (обвязки, справа на рис.) TDA7261 может работать в режиме мутирования и с функцией St-By (Stand By, ждать), переводящей УМЗЧ в режим минимального энергопотребления при отсутствии входного сигнала в течение определенного времени. Удобства стоят денег, поэтому для стерео нужна будет пара TDA7261 с радиаторами от 250 кв. см. для каждой.

Примечание: если вас чем-то привлекают усилители с функцией St-By, учтите – ждать от них динамики шире 66 дБ не стоит.

«Сверхэкономична» по питанию TDA7482, слева на рис., работающая в т. наз. классе D. Такие УМЗЧ иногда называют цифровыми усилителями, что неверно. Для настоящей оцифровки с аналогового сигнала снимают отсчеты уровня с частотой квантования, не мене чем вдвое большей наивысшей из воспроизводимых частот, величина каждого отсчета записывается помехоустойчивым кодом и сохраняется для дальнейшего использования. УМЗЧ класса D – импульсные. В них аналог непосредственно преобразуется в последовательность широтно-модулированных импульсов (ШИМ) высокой частоты, которая и подается на динамик через фильтр низких частот (ФНЧ).

Импульсные звуковые усилители класса D на микросхемах

Звук класса D с Hi-Fi не имеет ничего общего: КНИ в 2% и динамика в 55 дБ для УМЗЧ класса D считаются очень хорошими показателями. И TDA7482 здесь, надо сказать, выбор не оптимальный: другие фирмы, специализирующиеся на классе D, выпускают ИМС УМЗЧ дешевле и требующие меньшей обвязки, напр., D-УМЗЧ серии Paxx, справа на рис.

Из TDAшек следует отметить 4-канальную TDA7385, см. рис., на которой можно собрать хороший усилитель для колонок до среднего Hi-Fi включительно, с разделением частот на 2 полосы или для системы с сабвуфером. Расфильтровка НЧ и СЧ-ВЧ в том и другом случае делается по входу на слабом сигнале, что упрощает конструкцию фильтров и позволяет глубже разделить полосы. А если акустика сабвуферная, то 2 канала TDA7385 можно выделить под суб-УНЧ мостовой схемы (см. ниже), а остальные 2 задействовать для СЧ-ВЧ.

4-канальный УМЗЧ на микросхеме

УМЗЧ для сабвуфера


Сабвуфер, что можно перевести как «подбасовик» или, дословно, «подгавкиватель» воспроизводит частоты до 150-200 Гц, в этом диапазоне человеческие уши практически не способны определить направление на источник звука. В АС с сабвуфером «подбасовый» динамик ставят в отельное акустическое оформление, это и есть сабвуфер как таковой. Сабвуфер размещают, в принципе, как удобнее, а стереоэффект обеспечивается отдельными СЧ-ВЧ каналами со своими малогабаритными АС, к акустическому оформлению которых особо серьезных требований не предъявляется. Знатоки сходятся на том, что стерео лучше все же слушать с полным разделением каналов, но сабвуферные системы существенно экономят средства или труд на басовый тракт и облегчают размещение акустики в малогабаритных помещениях, почему и пользуются популярностью у потребителей с обычным слухом и не особо взыскательных.

«Просачивание» СЧ-ВЧ в сабвуфер, а из него в воздух, сильно портит стерео, но, если резко «обрубить» подбасы, что, кстати, очень сложно и дорого, то возникнет очень неприятный на слух эффект перескока звука. Поэтому расфильтровка каналов в сабвуферных системах производится дважды. На входе электрическими фильтрами выделяются СЧ-ВЧ с басовыми «хвостиками», не перегружающими СЧ-ВЧ тракт, но обеспечивающими плавный переход на подбас. Басы с СЧ «хвостиками» объединяются и подаются на отдельный УМЗЧ для сабвуфера. Дофильтровываются СЧ, чтобы не портилось стерео, в сабвуфере уже акустически: подбасовый динамик, ставят, напр., в перегородку между резонаторными камерами сабвуфера, не выпускающими СЧ наружу, см. справа на рис.

Усилитель и акустика для сабвуфера

К УМЗЧ для сабвуфера предъявляется ряд специфических требований, из которых «чайники» главным считают возможно большую мощность. Это совершенно неправильно, если, скажем, расчет акустики под комнату дал для одной колонки пиковую мощность W, то мощность сабвуфера нужна 0,8(2W) или 1,6W. Напр., если для комнаты подходят АС S-30, то сабвуфер нужен 1,6х30=48 Вт.

Гораздо важнее обеспечить отсутствие фазовых и переходных искажений: пойдут они – перескок звука обязательно будет. Что касается КНИ, то он допустим до 1% Собственные искажения басов такого уровня не слышны (см. кривые равной громкости), а «хвосты» их спектра в лучше всего слышимой СЧ области не выберутся из сабвуфера наружу.

Во избежание фазовых и переходных искажений усилитель для сабвуфера строят по т. наз. мостовой схеме: выходы 2-х идентичных УМЗЧ включают встречно через динамик; сигналы на входы подаются в противофазе. Отсутствие фазовых и переходных искажений в мостовой схеме обусловлено полной электрической симметрией путей выходного сигнала. Идентичность усилителей, образующих плечи моста, обеспечивается применением спаренных УМЗЧ на ИМС, выполненных на одном кристалле; это, пожалуй, единственный случай, когда усилитель на микросхемах лучше дискретного.

Примечание: мощность мостового УМЗЧ не удваивается, как думают некоторые, она определяется напряжением питания.

Пример схемы мостового УМЗЧ для сабвуфера в комнату до 20 кв. м (без входных фильтров) на ИМС TDA2030 дан на рис. слева. Дополнительная отфильтровка СЧ осуществляется цепями R5C3 и R’5C’3. Площадь радиатора TDA2030 – от 400 кв. см. У мостовых УМЗЧ с открытым выходом есть неприятная особенность: при разбалансе моста в токе нагрузки появляется постоянная составляющая, способная вывести из строя динамик, а схемы защиты на подбасах часто глючат, отключая динамик, когда не надо. Поэтому лучше защитить дорогую НЧ головку «дубово», неполярными батареями электролитических конденсаторов (выделено цветом, а схема одной батареи дана на врезке.

Немного об акустике


Акустическое оформление сабвуфера – особая тема, но раз уж здесь дан чертеж, то нужны и пояснения. Материал корпуса – МДФ 24 мм. Трубы резонаторов – из достаточно прочного не звенящего пластика, напр., полиэтилена. Внутренний диаметр труб – 60 мм, выступы внутрь 113 мм в большой камере и 61 в малой. Под конкретную головку громкоговорителя сабвуфер придется перенастроить по наилучшему басу и, одновременно, по наименьшему влиянию на стереоэффект. Для настройки трубы берут заведомо большей длины и, задвигая-выдвигая, добиваются требуемого звучания. Выступы труб наружу на звук не влияют, их потом отрезают. Настройка труб взаимозависима, так что повозиться придется.

Усилитель для наушников


Усилитель для наушников делают своими руками чаще всего по 2-м причинам. Первая – для слушания «на ходу», т.е. вне дома, когда мощности аудиовыхода плеера или смартфона не хватает для раскачки «пуговок» или «лопухов». Вторая – для высококлассных домашних наушников. Hi-Fi УМЗЧ для обычной жилой комнаты нужен с динамикой до 70-75 дБ, но динамический диапазон лучших современных стереонаушников превышает 100 дБ. Усилитель с такой динамикой стоит дороже некоторых автомобилей, а его мощность будет от 200 Вт в канале, что для обычной квартиры слишком много: прослушивание на сильно заниженной против номинальной мощности портит звук, см. выше. Поэтому имеет смысл сделать маломощный, но с хорошей динамикой отдельный усилитель именно для наушников: цены на бытовые УМЗЧ с таким довеском завышены явно несуразно.

Усилители для наушников на транзисторах и микросхемах

Схема простейшего усилителя для наушников на транзисторах дана на поз. 1 рис. Звук – разве что для китайских «пуговок», работает в классе B. Экономичностью тоже не отличается – 13-мм литиевых батареек хватает на 3-4 часа при полной громкости. На поз. 2 – TDAшная классика для наушников «на ход». Звук, впрочем, дает вполне приличный, до среднего Hi-Fi смотря по параметрам оцифровки трека. Любительским усовершенствованиям обвязки TDA7050 несть числа, но перехода звука на следующий уровень классности пока не добился никто: сама «микруха» не позволяет. TDA7057 (поз. 3) просто функциональнее, можно подключать регулятор громкости на обычном, не сдвоенном, потенциометре.

УМЗЧ для наушников на TDA7350 (поз. 4) рассчитан уже на раскачку хорошей индивидуальной акустики. Именно на этой ИМС собраны усилители для наушников в большинстве бытовых УМЗЧ среднего и высокого класса. УМЗЧ для наушников на KA2206B (поз. 5) считается уже профессиональным: его максимальной мощности в 2,3 Вт хватает и для раскачки таких серьезных изодинамических «лопухов», как ТДС-7 и ТДС-15.

На закуску


В заключение – полнейшая экзотика, усилитель для наушников… на лампах, см. рис., причем всего один канал, для другого нужны еще такие же раритеты. Хотя в этом усилителе реализованы едва ли не все ламповые ритуалы (кроме, пожалуй фиксированного смещения от батареек), он не только и не столько дань любезности вакуумным аудиофилам: при прослушивании на ТДС-7 через этот усилитель сквозного аналога звук, по сравнению с KA2206B, заметно улучшается.

Ламповый усилитель для наушников

Ламповый усилитель своими руками: инструкция, схемы

Ламповые усилители мощности являются элементом системы управления оборудованием. Данные устройства на сегодняшний день активно используются для акустики. Сделать модель для наушников можно самостоятельно. Однако существуют сложные усилители на базе выходных трансформаторов. Предназначены они в основном для колонок различной мощности.

К важным параметрам моделей следует отнести частотность, а также чувствительность оборудования. В зависимости от мощности блоков питания показатель выходного напряжения меняется. Для того чтобы более детально разобраться в данном вопросе, нужно рассмотреть устройство простого усилителя.

Простой ламповый усилитель состоит из конденсатора, блока питания и резисторов. Транзисторы в устройствах часто используются ортогонального типа. Непосредственно лампы применяются на 6 Вт. Регуляторы для моделей подбираются как кнопочного, так и поворотного типа. Модуляторы в усилителях встречаются в основном импульсные, однако кодовые модификации также существуют. Для повышения частотности устройства используются такие элементы, как разрядники. В некоторых моделях имеются тиристоры. Выходное напряжение они понижают довольно сильно. При этом конденсаторы не испытывают больших перегрузок. Кассетные регуляторы в моделях данного типа используются редко.


Однотактные модели

Однотактный ламповый усилитель используется для акустических систем, мощность которых не превышает 20 Ватт. В данном случае трансформаторы, как правило, применяются выходного типа. Непосредственно конденсаторы часто используются полевые. При этом лампы можно смело подбирать на 15 Вт. Чувствительность таких устройств сильно зависит от резисторов. Как правило, они на однотактный ламповый усилитель в начале цепи устанавливаются ортогонального типа.

Тиристоры в таких моделях никогда не используются. Связано это с тем, что сопротивление в цепи довольно изменчивое. Также важно отметить, что напряжение следует регулировать при помощи контроллера. Акустика для лампового усилителя подсоединяется через двухпроводной порт. Модулятор у моделей чаще всего применяется именно контактный. В среднем параметр отрицательного сопротивления находится на уровне 50 Ом. Также важно отметить, что чувствительность сильно снижается в усилителях при использовании медных проводников.

Двухтактные модификации

Очень непросто сделать двухтактный ламповый усилитель своими руками. Пошаговая инструкция в этом плане будет весьма полезна. Для сборки трансформатор понадобится выходного типа. Резисторы на двухтактные ламповые усилители проще всего устанавливать однополюсные. На входе конденсаторов потребуется два. Отрицательное сопротивление в цепи они обязаны минимум выдерживать 60 Ом. В данном случае чувствительность приборов может доходить до 3 мк.

Чтобы минимизировать сбои в модуляторах используются подстроечные резисторы. На выходе системы устанавливаются обычные полевые конденсаторы. Блоки питания на двухтактные ламповые усилители подойдут даже в 30 В. Кассетные регуляторы в таких приборах практически никогда не используются. Параметр входного напряжения в усилителях в среднем составляет 15 В. Амплитуда колебаний в данном случае зависит от частотности сигнала.

Гибридные модификации

Гибридные ламповые усилители звука представляют собой набор выходного трансформатора и полудуплексных резисторов. Для того чтобы собрать модель самостоятельно, потребуется блок питания на 40 В. Непосредственно на входе цепи применяются резисторы ортогонального типа. Отрицательное сопротивление они должны выдерживать на уровне 55 Ом. В данном случае тиристоры целесообразнее устанавливать за выходным трансформатором.

Лампы припаиваются в последовательном порядке. Частотность у модели зависит от амплитуды магнитных колебаний. Параметр выходного напряжения в устройствах легко можно регулировать при помощи контроллера. После установки ортогональных резисторов на ламповые усилители звука ставится блок питания. В данном случае дроссель обязан напрямую соединяться с контролером. Акустика для лампового усилителя должна подсоединяться через двухпроводной порт. На последнем этапе сборки следует проверить выходное напряжение трансформатора. Для нормальной работы системы данный показатель не должен превышать 15 В.

Особенности низкочастотных модификаций

Довольно сложно сделать низкочастотный ламповый усилитель своими руками. Пошаговая инструкция способна сильно помочь. Многие специалисты начинать рекомендуют с установки трансформатора. В данном случае резисторы потребуются полевого типа. Проводимость у них хорошая, и прослужить они способны довольно долго. На входе цепи важно припаять конденсатор. В данном случае модель ортогонального типа подойдет хорошо. На следующем этапе целесообразнее заняться непосредственно контроллером для регулировки устройства.

В некоторых случаях его подбирают поворотного типа. Минимум частота должна выставляться на отметке 500 Гц. Лампы в данном случае припаиваются в последовательном порядке. Для соединения трансформатора с контроллером лучше использовать коаксиальный кабель. Для проверки оборудования в первую очередь измеряется параметр выходного напряжения. В данном случае важно учитывать мощность блока питания. Чаще всего он подбирается на 20 В. В этой ситуации параметр отрицательного сопротивления не должен превышать 45 Ом.

Высокочастотные модели

Высокочастотные ламповые усилители мощности относятся к классу двухтактных модификаций. Отличие их заключается в наличии силовых трансформаторов. Все это необходимо для увеличения проводимости сигнала. Параметр максимальной частоты устройств способен доходить до 500 Гц. В данной ситуации сборку модели целесообразнее начинать с установки именно трансформатора.

Панель для этого можно подобрать деревянную. При этом контроллер должен устанавливаться на подкладку. В данном случае выходное напряжение всегда можно проверить при помощи тестера. Непосредственно блок используется в цепи на 30 В. В этой ситуации транзисторы припаиваются лучевые. Отрицательное сопротивление в системе они обязаны выдерживать не менее 43 Ом. Все это позволит без проблем регулировать частотность оборудования.

Лампы в данном случае припаиваются в последовательном порядке. Конденсаторы используются как ортогонального, так и емкостного типа. В этой ситуации многое зависит от типа контроллера. Если рассматривать кнопочные модификации, то без тиристора не обойтись. При поворотных регуляторах можно использовать обычный модулятор.

Модели с резистивной нагрузкой

Очень непросто сделать данного типа ламповый усилитель своими руками. Пошаговая инструкция в этом плане будет весьма полезна. Многие специалисты советуют складывать усилитель на базе электролитических конденсаторов. Непосредственно сборку модели важно начинать с установки трансформатора. Лампы в данном случае припаиваются в последовательном порядке.

Резисторы в моделях используют лучевого типа. Однако на входе цепи устанавливают ортогональные аналоги. Стабилитроны в этой ситуации используются, если блок питания имеется на 30 В. В противном случае с перегрузками в сети отлично справляется модулятор. Контроллер подсоединяется в усилителе за трансформатором. Для повышения чувствительности модели применяются компараторы. Минимум частотность элемента обязана составлять 300 Гц. В свою очередь показатель отрицательного сопротивления не должен превышать 50 Ом.

Усилители с резонансной нагрузкой

Модели данного типа на сегодняшний день являются сильно распространенными. Трансформатор для лампового усилителя нужно подбирать силовой. Также следует учитывать, что контроллеры следует применять лишь кассетного типа. Непосредственно модуляторы устанавливаются с расширителями. Все это дает значительную прибавку к проводимости сигнала.

Чувствительность модели в усилителях зависит от типов резисторов. Если говорить про блок питания на 20 В, то его следует подбирать ортогонального типа. В противном случае предпочтение можно смело отдавать одноконтактным аналогам. В то же время полевые резисторы не смогут обеспечить высокую частотность. Колебания в сети регулировать проще всего через тиристоры. В данном случае выходное напряжение в системе не должно превышать 15 В.

Модель на понижающем трансформаторе

На понижающем трансформаторе довольно сложно сделать ламповый усилитель своими руками. Пошаговая инструкция способна сильно помочь. Лучше всего в этой ситуации для усилителя использовать ортогональные резисторы. Однако сборку модели важно начинать с установки блока питания. Затем к панели следует подсоединить лампы. В данном случае конденсаторы использовать можно емкостные. Отрицательные сопротивление они обязаны держать на уровне 33 Ом. Все это позволит стабилизировать частоту при малых перегрузках. Тиристоры применяются в схемах данного типа очень редко. Однако, если говорить про высокочастотные модели, то они будут уместными.

Использование силовых трансформаторов

Создать усилитель с силовым трансформатором можно только в том случае, если найти качественный компаратор. Также в данной ситуации не обойтись без резисторов подстроечного типа. Начинать сборку модели рекомендуется с панели. Лампы устанавливать следует в последовательном порядке. Блок питания в этой ситуации обязан соединяться напрямую с дросселем.

Показатель отрицательного сопротивления в цепи не должен превышать 55 Ом. При этом выходное напряжение зависит от мощности блока питания. Модуляторы в таких устройствах имеются с переключателями. Все это позволяет быстро понижать частоту, когда нагрузка на конденсаторы резко возрастает. Лучевые транзисторы в моделях необходимо устанавливать за трансформатором. При этом компаратор припаивается в начале цепи.

Применение импульсных трансформаторов

Чтобы сделать усилитель с импульсным трансформатором, в первую очередь заготавливается панель. Проще всего ее подобрать пластиковую. Лампы в этой ситуации необходимо подключать в последовательном порядке. Располагаться трансформатор обязан на подкладке. При этом конденсатор в начале цепи потребуется емкостного типа. Блоки питания для моделей подбираются на 30 В. Все это, в конечном счете, обеспечивает хорошую проводимость сигнала. Неотъемлемым элементом усилителя считается модулятор.

За импульсным трансформатором его устанавливать не стоит. В данном случае нагрузка на конденсаторы будет оказываться большая. Чтобы избежать сбоев в цепи, следует использовать тиристор для понижения чувствительности. Отрицательное сопротивление он обязан выдерживать на уровне 35 Ом. Транзисторы в системе устанавливаются за трансформатором. Непосредственно модуляторы можно использовать кодовые. В магазинах они чаще всего продаются с маркировкой РР20. Отличительная их особенность заключается в наличие широкополосной головки. Таким образом, регулировать частотность прибора получается более плавно.

Модель для наушников

Для компьютерных наушников конденсаторы можно использовать электролитического типа. В данном случае высокой чувствительности от модели не требуется. Для подавления помех в системах применяются разного рода тиристоры. Модуляторы целесообразнее использовать подстроечного типа. Выходное напряжение в цепи не должно превышать 12 В.

Для того чтобы регулировать частотность усилителя, припаиваются компактные контроллеры. В данном случае лампы следует устанавливать в последовательном порядке. Подсоединение блока питания осуществляется через дроссель. Дуплексные резисторы в таких схемах используются очень редко.

Гитарный усилитель

Набор для лампового усилителя следует подбирать только в специализированных магазинах радиотехники. В первую очередь потребуются лучевые транзисторы. В данном случае модулятор важно устанавливать на панели. Конденсаторы используются малой емкости. Особое внимание при сборке следует уделить подбору контроллера. Двухконтактные модели для таких систем подходят идеально. Однако устройства с компараторами лучше не рассматривать.

В последнюю очередь фиксируется непосредственно блок питания. Полоса пропускания у таких систем, как правило, невысокая. Однако следует учитывать, что проблемы с повышенной чувствительностью встречаются довольно часто. Происходит это в большинстве случае из-за перегорания конденсаторов. Решить проблему можно очень просто, установив вспомогательный предохранитель.

Усилитель на транзисторах 2SA872

Самодельный ламповый усилитель на транзисторах данного типа способен в среднем выдавать частоту на уровне 550 Гц. Для того чтобы собрать модель, вполне подойдет обычный силовой трансформатор. Конденсаторы в данном случае можно использовать ортогональные. Непосредственно в начале цепи резисторы используются с малым сопротивлением.

Благодаря этому резкие скачки в системе происходят редко. Модулятор необходимо устанавливать за трансформатором. Подкладку в этой ситуации использовать нужно обязательно. Питание лампового усилителя должно осуществлять через блок питания на 20 В.

Для повышения выходного напряжения применяется компаратор. Чаще всего он подбирается сетевого типа. В среднем отрицательное сопротивление он способен держать на уровне 45 Ом. После установки компаратора можно прикручивать лампы. Для того чтобы не возникал эффект обратной связи, целесообразнее использовать электролитические конденсаторы.

Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками. 2-е изд. (2006) Торопкин М. В.


Не секрет, что ламповая аппаратура звукоусиления в последние 10 лет переживает второе рождение, а фотографии ламповых конструкций «прописались» на обложках популярных аудиожурналов; выпуск радиоламп освоен (или возобновлен?) ведущими компаниями США, Европы и Японии.

К сожалению, информация о радиолампах разбросана по устаревшим справочникам, выпущенным до 80-х годов прошлого столетия, представляющим библиографическую редкость, а также по сайтам Интернета, зачастую не оптимизированным для поисковых машин. Не хватает информации и по звуковому применению ламп, изначально не предназначенных для этих целей (модуляторных, генераторных, телевизионных).

Задача книги— собрать воедино информацию о наиболее популярных радиолампах, разработанных (или применимых) для использования в звукоусилении, познакомить читателя с современной ламповой схемотехникой.

Приводятся не только данные о цоколевках, электрические параметры, вольт-амперные характеристики (ВАХ) радиоламп, но и рекомендации по их применению, включая различные схемы построения ламповых каскадов и аппаратуры звукоусиления.
Автор умышленно избегает субъективных оценок качества звучания, псевдонаучных, откровенно коммерческих и даже мистических терминов («виртуальная глубина», «тональный баланс», «воздушность» ит. п.). Причины, по которым один усилитель обеспечивает лучшее звучание, чем другой (обладающий аналогичными объективными параметрами), следует искать с помощью спектроанализатора, а не магических пассов и заклинаний.

Книга адресована любителям высококачественного звуковоспроизведения. Приведенный материал объяснит, как собрать свой первый Hi-Fi ламповый усилитель. Но это не все, чем интересна данная книга.

Для начинающих радиолюбителей представлена глава «Основы схемотехники ламповых усилительных каскадов». Тем, кто решил приобрести готовый усилитель или сравнить характеристики моделей заводского изготовления, будет интересна глава «Обзор рынка ламповых Hi-Fi усилителей. Как сделать правильный выбор при покупке».

Книга является также справочным пособием по ламповой схемотехнике, электронным лампам, применяемым в современной аппаратуре высококачественного звукоусиления, руководством по конструированию усилительных каскадов с обзором наиболее интересных схемотехнических решений. В приложениях приведены методики расчета и готовые примеры конструкций выходных трансформаторов. Глава «Обзор ресурсов Интернет по ламповой Hi-Fi усилительной технике» позволит существенно расширить кругозор читателей в области ламповой схемотехники и сэкономить время (и деньги) при поиске информации в сети Интернет.

Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей и любителей качественного звука.


Внимание!
В ламповых конструкциях используются опасные для жизни напряжения. При работе со схемами, приведенными в настоящей книге, будьте предельно внимательны и осторожны. Начинающим радиолюбителям следует произвести проверку и первое включение собранной конструкции под руководством опытных специалистов. Помните, что опасность представляет даже устройство, отключенное от электрической сети, — конденсаторы блока питания могут сохранять заряд в течение нескольких суток. Берегите себя и своих близких.

Название: Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками (2-е изд.)
Автор: Торопкин М. В.
Издательство: Наука и Техника
Серия: Домашний мастер
Год: 2006
Страниц: 272
ISBN: 5-94387-177-2
Формат: PDF
Качество: отличное
Размер файла: 67,28 мб

Скачать Торопкин М. В. Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками (2-е изд.)