Ламповый усилитель для наушников своими руками пошаговая инструкция

Оглавление

• Вступление
• Схема
• Комплектация
• Необходимые инструменты и материалы
• Изготовление блока питания
• Изготовление усилителя
• Настройка
• Тестирование
• Заключение

Вступление

Сегодня разгонять ничего не буду. Хочется немного отдохнуть от этих гонок, завалиться на диван и послушать хорошую музыку. Что же использовать в качестве неиссякаемого источника дивных мелодий? Конечно, компьютер. Дома он давно стал не столько рабочим инструментом, сколько мультимедийным развлекательным центром. С его помощью и скачиваешь, и слушаешь, и смотришь.

Самый распространенный способ получить музыку с компьютера — это наушники. Просто, привычно, удобно и совсем не мешает окружающим. И все для этого есть. Усилитель для наушников встроен в любую звуковую карту и даже в интегрированный «звук» материнской платы. Но практически всегда в таких случаях он не особо хорош. А оверклокеры — народ требовательный и любят слушать музыку в хорошем качестве.

Если у вас есть приличные наушники, то раскрыть их потенциал не всякому интегрированному усилителю под силу. Кажется, что может быть проще – купи готовое устройство, слушай и радуйся. Тут и начинаются проблемы. Дешевый усилитель, как правило, ненамного лучше интегрированного. Тот, который нравится, стоит таких денег, что желание его приобрести пропадает само собой. А так хочется получить хороший, но по цене нехорошего… Принцип оверклокинга. Максимальный результат за минимальные деньги.

Немного отвлекусь. После того, как вся музыка перешла на цифру, стали вновь популярны ламповые усилители. Почему? Цифровой звук по сравнению с аналоговым более жесткий. А лампы его смягчают. Есть даже такой термин – «ламповый звук».

«Ламповый звук» — термин, возникший в начале 70-х годов в среде любителей звукозаписи и электромузыкальных инструментов, обозначающий характерную тембральную окраску звука, воспроизводимого аудиосистемой, содержащей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах. Появление термина связано с началом распространения транзисторных усилителей.

Как вы уже поняли из цитаты, камень брошен не только в огород цифрового звука, но прошлись еще и по полупроводникам. «Камням», как их называют аудиофилы. Чем «камни»-то не угодили?

И полупроводники, и лампы при усилении сигнала вносят искажения, но природа последних различна, что в первых, что во вторых. В «каменном» усилителе преобладают нечетные гармоники. Они неприятны на слух. Но с помощью грамотной схемотехники их можно значительно уменьшить. С лампами иначе. Здесь преобладают четные гармоники, которые приятны нашему слуху. Поэтому коэффициент гармонических искажений хотя и выше, чем у «каменных», но не так критичен.

Мне могут возразить, что нехорошо, когда усилительный тракт вносит отсебятину, пусть даже приятную на слух. Да, наверно это так. Но насколько хорошо звучит эта «отсебятина»! Если лампы приукрашивают звук, то пусть так и будет. Накладывают же женщины макияж для подчеркивания своей красоты? Мы же не называем это «отсебятиной».

Качественное воспроизведение звука — обширная и очень спорная тема. Во многом в этой теме превалируют вкусовые пристрастия, а порой даже эзотерика, поэтому углубляться в нее не стану. И спорить тоже.

О чем это я ? Ах, да. Так почему бы ламповым усилителем для наушников слегка не облагородить тот звук, что выходит с компьютера? К тому же лампы — это красиво. Светящиеся в полумраке красноватым светом нити накала выглядят завораживающе. А если это оформлено в ретро стиле. Но ламповые аппараты такие дорогие… И что? Есть старая мудрая пословица – хочешь получить вещь — сделай ее сам. Так и поступим.

В этой статье я попробую так изложить процесс изготовления усилителя, чтобы было понятно и доступно для повторения даже неподготовленному человеку. Но нужно предупредить, что в усилителе наличествуют высокие напряжения, опасные для жизни. Нужно соблюдать технику безопасности.

Конечно, не стоит ожидать от этого устройства чудес и звука тысячедолларового агрегата, но услышать и оценить «ламповый звук» будет вполне возможно.

Схема

За основу взята схема с сайта Сергея Сергеева. Она очень проста, минимум самых распространенных деталей. Это хорошо сразу с нескольких сторон. Первая — проще сделать. Но есть еще одна грань такой простоты. В ламповой аппаратуре, как в музыкальном инструменте, звучит каждая деталь. Минимум деталей – минимум искажений. Есть даже концепция короткого тракта… Но это опять философия и отход от темы. А тема – изготовление, а не размышления на тему. Поэтому поступаю следующим образом. Пишу список деталей, и еду с ним на радиорынок. На приведенной схеме есть только собственно сам усилитель, без блока питания. Эту схему я приведу ниже, в разделе «сборка». А пока детали.

Комплектация

Итак, список.

• Силовой трансформатор ТАН-31-127/220-50 – одна штука. Не обязательно именно этот. Можно подобрать нужный по справочнику самому или прямо на рынке спросить у продавца трансформатор с обмоткой, чтобы получилось 200-220 вольт выпрямленного напряжения с током 100 миллиампер и обмоткой 6.3 вольта от одного ампера.
• Выходной трансформатор ТВЗ 1-9. Эта модель считается одним из лучших фабричных однотактных трансформаторов, выпускаемых в СССР. Но можно использовать ТВЗ 1-1. Этот не хуже, а некоторые считают, что и лучше 1-9. Или ТВЗ-Ш. Трансформаторы эти давным-давно сняты с производства, так что не пугайтесь их внешнего вида. Желательно, чтобы они были не ржавые, катушка не мятая, без повреждений.
• Лампы 6ж51п – две штуки. Можно взять 6ж52п. Но они почти все с сильным «микрофонным эффектом», их надо подбирать по минимуму этого эффекта из нескольких. Склонны к самовозбуждению. Из шести купленных мною было отобрано только две. Считается, что повезло. Одну вообще выкинул, она откровенно свистела. Но звук у них ничуть не хуже 6ж51п, а некоторым они нравятся больше. Ресурс их работы — 1000 часов. Поэтому при желании можно купить больше, в запас.
• Панельки к лампам ПЛ9 – две штуки.
• Регулятор громкости – сдвоенный переменный резистор 47 кОм – одна штука. Это по желанию. Можно регулировать громкость программно, средствами операционной системы или программного проигрывателя.
• Катодный резистор 100 Ом, 5 Вт – две штуки.
• Два резистора 1.8 кОм, 10 Вт. Это в фильтр блока питания. Лучше, конечно, поставить дроссель. Но это — габариты и усложнение. Хотя с дросселем намного меньше фона. Дроссель от 5 Гн, на ток от 100 мА.
• Сеточный резистор 470 кОм, 0.5 Вт (желательно угольный), две штуки.
• Диодный мост 6 А, 1000 В — две штуки.
• Конденсатор фильтра питания 470 мкФ, 450 В – одна штука. Лучше два. От качества питания во многом зависит звук.
• Конденсатор фильтра питания 100 мкФ, 450 В – одна штука.
• Конденсатор фильтра питания накала 470 мкФ, 16 В – одна штука.
• Конденсатор фильтра питания накала 10 000 мкФ, 16 В – одна штука.
• Катодный конденсатор 4700 мкФ, 16 В – две штуки. Они должны быть Low ESR. Продавцы на рынке называют их «компьютерными».
• Шунтирующие конденсаторы, пленка 1 – 4.7 мкФ, 400 В – четыре штуки. Это для шунтирования электролитических конденсаторов. Лучше купить шесть, пригодятся при настройке.
• Входные разъемы. Два
  RCA разъема
  .
• Выходной разъем TRS, другое название «Джек» 6 мм. Не люблю «миниджеки», ненадежны. Но если у вас на наушниках «миниджек», тогда ставьте его.
• Соединительный провод. Отлично подходят провода, добытые из витой пары пятой категории.
• Провод для соединения блока питания и усилителя. Можно использовать звуковой провод, сечением 0.5 мм. А я нашел старый в тряпочной изоляции. Для ретро вида.

Список — дело хорошее, но с ним — как с напитками. Сколько ни пиши, все равно еще раз бежать придется.

Также понадобятся два корпуса. Один — для сборки самого усилителя, а второй — для сборки блока питания к нему. Тут полная свобода для творчества — сделать самому или подобрать что-то готовое.

Почему блок питания вынесен отдельно? Делается это для того, чтобы максимально разнести трансформатор питания и остальные компоненты. Первое: меньше наводок, а, следовательно, чище звук. Второе: силовой трансформатор при работе вибрирует. Больше или меньше — зависит от качества. А практически все лампы обладают «микрофонным эффектом». Если постучать ногтем по работающей лампе, то в динамиках вы этот стук услышите, плюс звон (от сотрясения) самой лампы. Вибрация силовика будет попадать в звуковой тракт, а это малоприятно.

Для изготовления блока питания использую корпус от сгоревшего компьютерного коллеги. А для усилителя приспособил ящик из-под сигар, купленный по случаю на «молотке». Почему не металлический корпус? Опять защита от вибраций. Вспомним старые ламповые радиоприемники. В некоторых моделях шасси для сборки выполнено из металла, а в некоторых из дерева. Считается, что дерево лучше звучит, поскольку меньше передается вибраций на лампы от трансформаторов. Но это опять же дело вкуса, кому что нравится.

Проблем с покупкой не возникло. Упомянутые детали отнюдь не дефицитны и продаются в достаточном количестве.

Вот с этой кучкой и будем работать. Только, как всегда, произошла небольшая накладка. Забыл купить мощные резисторы в блок питания и продавец по ошибке положил конденсаторы 0.1 мкФ, вместо 1 мкФ (синие в нижнем левом углу). Я не проверил, а когда все собрал, было уже невозможно переснять этот кадр. Так что дальше будут появляться детали, не попавшие в этот снимок.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем, как приступить к сборке, необходимо проверить, есть ли у вас для этого необходимые инструменты.

• Паяльник, мощностью 40-60 Вт.
• Припой, меня вполне устраивает оловянно-свинцовый ПОС-61.
• Флюс. Канифоль в спирте.
• Мультиметр.
• Пинцет, чтобы придерживать детали при пайке.
• Бокорезы, чтобы откусить лишнее.
• Дрель.
• Сверла.
• Малярная лента, для защиты корпуса при работе. Помогает в разметке.
• Кисточка и немного краски, но может и не пригодиться.

Изготовление блока питания

Начну с блока питания. Сначала, открыв корпус, раскладываю детали, которые будут находиться в нем. Когда определяюсь с размещением, сверлю отверстия и с помощью винтов с гайками креплю силовой трансформатор.

И распаиваю его, сверяясь со справочником и схемой.

Конденсатор С1 — это фильтр, стоящий в сетевом разъеме. F1, F2 – предохранители. В отличии от импульсных блоков питания в этом случае они действительно работают. Лучше поставить. К сожалению, у меня оказалась только одна колодка, пришлось один поставить на входе трансформатора. С2, R1, C2 – фильтр анодного питания. Номиналы — С2 100 мкФ на 450 В. R1 составлен из двух параллельно соединенных резисторов 1.8 кОм. С3 – 470 мкФ на 450 В. С2 размещается в блоке питания, а остальное в корпусе самого усилителя. Параллельно С3 припаян пленочный конденсатор 1 мкФ, 400 В. С4 — конденсатор фильтра питания накала ламп 470 мкФ на 16 В.

Один провод от разъема подключения сетевого кабеля припаиваю к выводу 1 трансформатора, выводы 2 и 4 соединяю перемычкой. А второй провод от разъема питания соединяю с трансформатором через выключатель, который присутствовал на блоке питания и предохранитель. Колодка предохранителя закреплена на стенке блока рядом с выключателем.

Прикрепляю к корпусу блока диодные мосты. Опять пользуюсь винтами с гайками. М3 отлично входят в отверстия решетки блока, так что даже пользоваться дрелью не пришлось.

Теперь нужно распаять вторичные обмотки трансформатора. Снова заглядываем в справочник. Припаиваю провод к выводу, обозначенному волнистой линией «~», диодного моста и соединяю с клеммой 7 трансформатора. Затем соединяю клеммы 8 и 9 перемычкой, а клемму 10 соединяю со вторым выводом «~» диодного моста. На выход моста припаиваю конденсатор 100 мкФ на 450 В, соблюдая полярность. Если здесь сделать ошибку, при включении будет небольшой пиф-паф и конденсатор разлетится на клочки. На эти же выводы припаиваю провода, которые пойдут к анодным цепям усилителя.

Теперь проделываю то же самое с цепью накала. С клемм 19 и 21 трансформатора припаиваю провода к диодному мосту. Выводы «~». А к выводам моста «+» и «-» моста — конденсатор 470 мкФ на 16 В. И по аналогии провод, который пойдет к накалам ламп. Провода нужно прикрепить к корпусу, чтобы потом не оторвать. Вот что получилось у меня. На провода, припаянные к выводам 12 и 11, внимания можно не обращать. Это я добавлял обмотки для повышения анодного напряжения. Потом сделал так, как написано выше.

После монтажа нужно проверить правильность соединений. Лучше два раза с перерывом. И только после этого включить блок в сеть и измерить выходные напряжения. Напряжение накала может быть завышенным, в пределах 7-7.3 В, что не страшно. Под нагрузкой оно просядет до нужных 6.3 В. Высокое должно находиться в пределах 180-230 В. У меня получилось 189.

С крышкой блока не повезло, решетка куда-то затерялась. Пришлось сделать новую, из перфорированного металла. В законченном виде блок питания выглядит так.

На мой взгляд, ничуть не хуже, чем было бы с «родной» вентиляционной решеткой.

Почему не все конденсаторы фильтра расположены в блоке? Основные конденсаторы принято располагать как можно ближе к лампам, для уменьшения наводок. Поэтому в блок питания вынесены только первые конденсаторы фильтра.

Пора приступать к самому усилителю.

Рассмотрим сегодня довольно простой, но весьма качественный ламповый усилитель для наушников. Усилитель меня очень приятно удивил и я по новой открыл для себя звучание своих наушников. Если вы хотите вкусить лампового звука то этот ламповый усилитель для наушников идеальное решение.

Ламповый усилитель для наушников

Я уже очень давно планировал собрать себе ламповый усилитель для наушников, но каждый раз напрягала мысль о необходимости намотки выходных трансформаторов. Не то чтобы это большая проблема, да и опыт имеется, но нужно искать железо, проволоку, рассчитывать, мотать….. Вобщем лень брала вверх.

К счастью недавно наткнулся на очень увлекательную статью от Олега Иванова. Статья достаточно большая и глубокая, но я бы рекомендовал с ней ознакомиться. Суть в том, что автор загорелся идеей соорудить ламповый усилитель для низкоомных наушников с бестрансформаторный выходом.

Честно говоря, я всегда довольно скептически относился к ламповым усилителям с бестрансформаторным выходом. Но подход автора выглядел очень убедительным и я загорелся попробовать. Как оказалось – не зря!

Смотрите мое видео по этой статье:

Схема лампового усилителя для наушников

Я никоим образом не претендую на авторство схемы и на какое-то к ней отношение. Я просто выступаю в роли пропагандиста здорового образа жизни рукодельничества и электроники.

Вот так выглядит оригинальная схема автора:

Идея схемы состоит в том, что это SRPP каскад и раскачкой наушников занимается по две лампы в каждом канале. Лампой служит довольно распространенная 6Н6П, являющаяся сдвоенным триодом — всё, как вы любите).

Схема рассчитывалась на коэффициент усиления равный двум. Однако на нагрузку в 32 Ома он составляет чуть более единицы, около 1,2 как заявляет сам автор. Если же ваши наушники более высокоомные, то коэффициент усиления будет стремиться к двум.

Тем не менее несмотря на коэффициент усиления немногим больше единицы – это коэффициент усиления по напряжению. Т.е. усилитель практически не усиливает по громкости, зато он усиливает сигнал по току. А это очень важно, т.к. если усилитель для наушников (так же как и любой другой усилитель) не может обеспечить достаточный ток в нагрузку, то это приводит к проседанию выходного напряжения – а это искажения формы сигнала и смерть для звука.

С другой стороны использовать такой усилитель логичнее с наушниками скорее относящимися к категории «профессиональные», а их сопротивление не часто бывает ниже 50-60 Ом.

Если уровень сигнала вашего источника недостаточный, то автор предлагает решение в виде дополнительного входного каскада на лампе 6Н1П, с коэффициентом усиления равным 10:

С моими источниками сигнала и наушниками я не испытал необходимости в этом каскаде.

Что касается лампы 6Н6П то стоит обратить внимание, что она требует достаточно большого накального тока, порядка 750 мА. Если трансформатор не может обеспечить достаточный ток, то напряжение накала будет проседать.

Плохо это не только тем, что звук будет более зажатым, но и тем что при этом будет происходить «холодный вырыв» электронов из катодов ламп. Это приводит к уменьшению срока службы ламп.

Макетирование

Разумеется перед тем, как пилить шасси и заморачиваться с корпусом для лампового усилителя для наушников я в первую очередь решил проверить всё на макете, чтобы вообще убедиться надо ли оно мне.

Для макетирования я разбомбил какой-то ламповый блок от советского самописца. Очень удобно пользоваться готовыми кусками. Плюс тут и трансформатор хороший, даже с экранами между обмотками.

Макетирование так же удобно для того чтобы подобрать детали, и прикинуть необходимые размеры будущего девайса.

Что меня очень приятно удивило в этой схеме – так это полное отсутствие шумов. Сам автор говорит, что на измерениях спектра есть небольшой пик от сетевой наводки, но он абсолютно отсутствует на слух.

Сборка усилителя

Собирая этот усилитель мне захотелось отойти от классического металлического шасси в пользу «хорошо звучащего» дерева. Правда вместо дерева я воспользовался фанерой, которая в прошлой жизни гордо называлась кухонной доской.

Но вот корпус я все равно предпочел сделать из метала для экранировки потрохов усилителя. На роль крышки пошла крышка от куска какого-то военного прибора для проверки радиоламп в полевых условиях. Это счастье досталось мне от соседа, после сноса его гаража.

После того как я определился с расположением элементов на фанерной крышке корпуса, были просверлены все необходимые отверстия. Тут стоит заострить внимание, пожалуй, только на сверление отверстий под панельки для ламп. Т.к. панельки было решено устанавливать с верхней стороны, то для свободного доступа к контактам, с внутренней стороны я высверливал отверстия бОльшего диаметра, оставляя 4 слоя фанеры, для крепления самих ламп.

Тут стоит быть осторожным и внимательным т.к. фанера любит расслаиваться. Поэтому как только появлялся намек на трещину я подклеивал его суперклеем.

Тонировка дерева

Хотелось замутить дизайн между хайтеком и ретро, поэтому я озадачился идей тонировки фанеры. Перечень морилок в ближайших строительных магазинах меня не удовлетворил и было решено воспользоваться технологией состаривания дерева, найденной в интернетах.

Суть метода сводится к тому, что необходимо замочить в уксусной эссенции металлическую стружку или гвозди, настоять это дело недельку – другую. Затем разбавить водой, нанести полученный раствор на дерево и дождаться его высыхания.

Если лень ждать неделю, то можно приготовить эксперсс-раствор. Для этого подойдет чугунная сковорода. Шкурим ее крупной наждачкой и полученную пыль заливаем все той же уксусной эссенцией. После чего можно сразу разбавить раствор 1:1 или более водой и сразу наносить на дерево.

На самом деле такой раствор это не совсем морилка. Раствор искусственно состаривает дерево. Вообще такая морилка не очень эффективно справляется с сосной, из которой изготавливается большинство фанер, но эффект все же есть. Плюс между волокон остаются черные частички сковородки что тоже выглядить достаточно интересно, проявляя волокна дерева.

После того как деревяшка просохнет можно повторить нанесение. Однако это не даст значительного изменения. Поэтому прошкуриваем фанерку мелкой наждачкой чтобы убрать вылезший ворс и покрываем её слоем лака. В моем случае это матовый паркетный лак.

Корпус лампового усилителя для наушников

Первым делом было сделаны все необходимые отверстия. А под разъёмы для входа/выхода и отверстие для регулятора громкости. На задней стенке был сделано отверстие под интерфейс для сетевого питания.

Это готовый блочек, в котором уже совмещены разъем для сетевого провода, выключатель и предохранитель. Потрясающая штука, заказывал в этом магазине всего по 95 центов:

Когда все отверстия готовы, а новых не предвидится – пора переходить к отделочным работам. Для придания корпусу солидного вида – он был отшкурен до металла, затем отшпаклеван автомобильной шпатлевкой. И, после тщательного прошкуривания, я покрыл его тремя слоями черной краски с промежуточными прошкуриваниями.

Исходно, по классике жанра, корпус предполагался черным матовым. Но, увы, нормальную краску удалось достать только глянцевую. Я использовал акриловую нитрокраску. Однако последний слой, так получилось, я наносил при температуре около 17 градусов, что ниже указанной в условиях нанесения. В результате слой таки получился матовым.

Кожух трансформатора красился вместе с корпусом.

Потроха усилителя для наушников

Когда корпус готов остается только собрать все воедино и заставить работать.

Первым делом я провел провода для накала ламп. Я не стал выпрямлять накал, поэтому провода идущие к лампам желательно делать как можно короче. Накальная обмотка моего трансформатора имеет центральный отвод, который я сразу соединил с выводами экранов между обмотками трансформатора и подключил все это дело к земле.

Детали я напаивал непосредственно на выводы панелек ламп, но так же воспользовался столбиками из оргстекла с контактом, выкрученными из какого-то лампового прибора.

Для усилителя я специально заказал хорошие конденсаторы, однако на момент сборки они не успели придти, поэтому не стал заморачиваться с крепежом имеющихся и посадил все на термоклей. Выглядит не самым лучшим образом, зато все прекрасно работает

После сборки усилитель заработал сходу, но на всякий случай еще раз пробежался по схеме и все проверил.

В качестве проверки правильности работы схемы стоит проверить напряжения в указанных на схеме точках. Если схема собранна правильно, но при этом напряжения отличаются от указанных более чем в 10 раз, то это значит лампам пора на мусорку.

Заключение

В итоге получился вот такой потрясающий усилитель:

С этим усилителем я заново открыл для себя свои наушники. Схема усилителя настолько просто, что ее действительно сможет повторить даже начинающий лампостоитель. Главное не забывать о простых правилах безопасности, а именно не забывать отключать питание и разряжать конденсаторы. На этом у меня всё, более подробно процесс сборки смотрите в моем видео в начале статьи.

Всем удачи и хорошего звука!

Статья написана исключительно для сайта AudioGeek.ru

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.

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.

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. Для этого можно было бы использовать два трансформатора ТН с перекрестным включением обмоток, такие схемы также можно найти по ссылке в начале статьи. Выходные каскады нагружены на две полуобмотки трансформатора ТН. Несмотря на то, что обмотки явно несимметрично намотаны, возникающие при этом повышенные межвитковые емкости не оказывают существенного влияния, поскольку лучевые тетроды 6П44С – «токовые» лампы и паразитные емкости не оказывают какого либо существенного влияния. С выходных обмоток снимается сигнал на акустическую систему. Обмотки соединены таким образом чтобы на нагрузке 4 Ом обеспечить наименьшие потери в проводе. Для этого на отвод 4 Ом работают последовательно включенные обмотки на 5,4 А и две параллельно включенные на 3,4 А. На 8 Ом работают предыдущие плюс еще одна обмотка на 3,4 А. Примерная выходная мощность при 4 Ом нагрузке: (6,3+6,3)^2 / 4 = 40 Вт, при 8 Ом нагрузке: (6,3+6,3+6,3)^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. Будем увеличивать уровень входного сигнала с генератора наблюдая при этом за пропорциональным увеличением выходного сигнала. Когда на экране осциллографа у синусоид будут видны различаемые на глаз искажения (это соответствует КНИ 5 — 10%), увеличивать уровень прекратим и будем считать эту мощность максимальной для данного усилителя.

Уровень выходного напряжения смотрим по вольтметру и рассчитываем выходную мощность по формуле P=U^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):

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.

На необъятных просторах Интернета подобный усилитель многократно обсуждался в различных вариантах схемного решения. В конце статьи есть список из дюжины датагорских статей по теме SRPP. Не обладая глубокими познаниями в электронике, я просто повторил одну из схем.

Мой вклад состоит в разработке двух печатных плат: одна — питания, другая — самого усилителя. Платы проверены неоднократной сборкой с неизменно хорошими результатами.
Ещё я постарался изготовить законченную конструкцию в корпусе.

Несколько слов о преимуществах такого усилителя. Усилитель громкий по звучанию, особенно при сопротивлении наушников от 32 Ом и выше.

Не требует настроек, работает сразу. При такой компоновке не критичен к заземлению, фон абсолютно отсутствует.

Не содержит дорогих деталей. Конденсаторы успешно извлекаются из компьютерных блоков питания. Лампы 6Ж1П и панельки из категории тех, что дарят, а если уж и продают, то на вес.

Да и трансформатор питания — самый обычный ТП-20-14 из разряда «по сусекам поскреби» с перемотанными вторичками.

К сожалению, новые намоточные данные дать не могу, т.к. считал и мотал не сам. Но тут нужно просто обеспечить нужные напряжения на вторичках: 12 В и 140 В.
Можно, конечно, применить другой готовый трансформатор из серии ТАН-ов, но тогда теряется компактность.

И главное достоинство для многих: в SRPP не требуется выходной звуковой трансформатор!

Это схема одного канала. особенностей не имет. Синие светодиоды (по схеме) стоят в ламповых панельках, это подсветка баллонов ламп. Только брать надо панельки с отверстием в центре, куда затем и встанут светодиоды ∅3 мм.

Мне удобно, если усилитель имеет собственную регулировку громкости, поэтому на входе поставил спаренный потенциометр 150 К. На схеме он не указан.

Плата усилителя такого же размера, как и плата блока питания, располагаются они друг над другом. Габариты трансформатора по высоте не больше сэндвича из этих двух плат.
Ламповые панельки припаяны со стороны проводников, их выводы можно отформовать для удобства.

При желании можно сделать усилитель совсем небольшим. Боковые панели сделаны из фанеры 10 мм, они покрыты дубовым шпоном с матовым чернением.
Не забывайте о вентиляции! Все ламповые конструкции генерят тепло.

Верхняя панель изготовлена из тонкой хромированной стали, применяемой в коробах кухонных вытяжек.

Получается миниатюрная, легко собираемая и повторяемая конструкция на печатке. Если пользоваться не самыми дешевыми раскитайскими наушниками от мобилок, звучание вас приятно удивит.

В архиве два файла печатных плат блока питания и усилителя в формате LAY.

🎁datagor-headamp-pcb.7z
 33.79 Kb ⇣ 152

• Строим сами простой ламповый усилитель SRPP для наушников
• Ламповый усилитель для наушников 32 Ом PHILLIPS SHP1900. Проект VINTAGE
• Сделай сам ламповый усилитель «D’n’B Warrior». SRPP для наушников с импульсным источником питания на IR2153
• Мой первый SRPP-усилитель для наушников
• Сделай сам ламповый усилитель SRPP для наушников в оригинальном корпусе от внешнего HDD
• Сделай сам SRPP усилитель для наушников на 6Н6П
• Моя печатная плата SRPP усилителя для наушников
• История о том, как из конструктора lunch box получился усилитель SRPP для наушников
• Гибридный усилитель: SRPP на лампах + УМЗЧ на полевых транзисторах
• 6Э5П, 6Н8С + 6Н13С. Два ламповых усилителя для высокоомных наушников с импульсным источником питания
• Ламповый усилитель для высокоомных наушников на 6Н6П

Спасибо за внимание!

Идея собрать качественный ламповый усилитель для наушников в голове витала давненько. Задумка неплохая, но останавливал один момент. С технической стороны собрать это изделие было несложно. Было пересмотрено много каких схем данного направления. Как оказалось, подобных схем нашлось в сети не больше десятка, пересмотрев и изучив подробно каждую, я пришел к неутешительному выводу: в лучшем случае две схемы из десяти, как мне показалось более менее были похоже на правду. Остальные были составлены неграмотно или в принципе не могли обеспечить достойное звучание в силу применяемых ламп. Было потрачено много времени на повторение найденных схем в целях проверки на качество и работоспособность. В конечном итоге мною была выбрана схема на лампе 6Н6П хорошо себя зарекомендовавшая по отзывам радиолюбителей, которые повторили данный девайс. Посмотреть схему можно тут.

Одна лампа 6Н6П у меня уже имелась и я наивно полагая купить еще одну, взялся было за дело, но как оказалось купить такую лампу не представляется возможным — их попросту нет. Тогда пересмотрев еще раз найденные схемы, решено было использовать 6Н3П, по рекомендации одного из авторов найденных схем им было написано, что с этой лампой получаются очень хорошие результаты. На том и решил.

Но прежде чем собирать данный усь, наткнулся еще на несколько схем с гибридным решением, лампа +транзистор. Посмотрел, повторил две из найденных. Буду говорить как есть: результат не впечатлил. Автор одной схемы предлагал использовать 6н23п в драйвере и в оконечном каскаде два IRF. Причем питать всю схему напряжением в 35 Вольт, ссылаясь на то, что эта лампа способно работать на сверхнизких напряжениях. Лампа то работает конечно, но как… проще говоря в паспорте этой лампы стоит совсем другая величина допустимого минимального напряжения анода. Она значительно выше. Не нужно наверное объяснять, что нормальной эмиссии при таком питании быть попросту не может и в следствии чего лампа находится постоянно в полузапертом состоянии и никакие ухищрения не помогут ее открыть как положено, что и подтвердил на собственном опыте. Думаю понятно, зачем были использованы транзисторы, чтобы согласовать усь с низкоомной нагрузкой. Своего рода избавление от выходных трансформаторов. Конечно же я думал об этом моменте. Лампа имеет высокоомный выход, а наушники из доступных в магазинах имеют максимум 52 Ома. Соответственно эту схему я забросил. Собрав еще одну гибридную уже на транзисторах КТ с двухтактным выходом, тоже остался не в восторге. Тут лампа питалась как надо, а вот выходной каскад работал в режиме В. Ну еще куда ни шло если бы стояли германиевые транзы. Кто слышал их звучание, тот поймет конечно же. Я мог взять часть той схемы и этой и объединить. Нормальное питание лампы плюс режим А на IRF. Но схема получилась бы довольно сложной. Ко всему прочему пару транзисторов я спалил моментально, а их цена 175 рублей за штуку.

Мною все же преследовалась цель собрать доступный для повторения качественный усь. И если на лампах, то на лампах без всяких транзисторов. Потратив еще неделю на эти эксперименты, раздосадованный отсутствием сколь-нибудь путного результата, забрав гнездо и лампу, оставшееся вышвырнул с балкона под стройку, чтобы не расстраиваться больше. И принялся собирать на 6Н3П.

Собрал за день. Послушал, результатом остался очень доволен. Звучит просто изумительно! Но, как и было сказано во всех статьях, выражаясь простыми словами такое решение с динамической нагрузкой не тянет низы совсем. Только на небольшой громкости. На максимуме полный завал и хрип. Оно и понятно почему так вышло Разница в сопротивлении лампы и нагрузки, вот дурь то какая! Но дурь останется дурью, если ее не трогать. Вот я решил, потрачу еще неделю, но добьюсь достойного звука.

Первое, что мне пришло в голову, как и положено в данных схемах использовать трансформатор. Теперь появилась еще одна дурь. Как сделать компактный усилитель и чтобы не было видно трансформаторов? Поразмыслив, попробовал перемотать ТВЗ пересчитав вторичку. Что сказать… звучит здорово, низы хоть отбавляй, но громоздко. Этот вариант сразу сошел на нет. Взял трансы от старого советского приемника альпинист 404. Измучившись все же намотал первичку проводом 0.08, но упустил момент, что первым слоем нужно было ложить вторичку и последним тоже. Когда понял свою ошибку, было уже поздно, а разматывать уже не было просто никаких нервов. Поэтому было намотано две вторички проводом 0.25 и запараллелены. Результат оказался неплохим, даже хорошим. Но как оказалось, пропали высокие частоты, так как намотал неправильно. Терпения уже не хватило и все бросив, пару дней находился в раздумьях.

Решение пришло неожиданно. Если не получается с трансформаторами, то нужно сделать так, чтобы лампа имела ну хотя бы вдвое меньшее сопротивление по выходу. В итоге получилась вот такая схема. В описании она не нуждается. Обе лампы работают запараллеленными.

Теперь о выборе ламп. Поэкспериментировав с тем, что имелось из ламп, использовал 6Н1П и 6Н23П. Именно эта комбинация дала самый хороший результат. До конечного результата были соотношения 6н1п+6н2п,6н3п+6н2п,6н1п+6н6п,6п23п+6н2п… и еще несколько. В каждом из вариантов появлялись свои явные недостатки. Недостаточно усиления, искажения на малой громкости, свист, металлический призвук и т.п. В дальнейшим было собрано два варианта усилителя 6Н1П+6Н23П, четырехламповый и двухламповый. В последнем результат значительно хуже, поскольку лампы работают в обычном включении и завал по низким частотам все же остался, пусть и значительно меньшим чем на 6н3п или 6н6п… Четырехламповый вариант меня радует и по сей день. Хорошие низы, прорисованные верха. Фотографии обоих вариантов выкладываю.

Несколько слов о настройке обеих схем. Важное условие: напряжения на катоде 6Н23П должны быть одинаковы и напряжение на выходе относительно минуса не должно превышать 125 Вольт. В противном случае появляется треск, как при плохом контакте на катодах допустимо 3.3-8 Вольт. Все зависит от ламп. Чем старее, тем выше на катоде. Эти величины были подобраны опытным путем.

Немного о применяемых лампах. Желательно ставить не б/у или хотя бы одинаково работавшие двумя половинками. Если лампа имеет разницу в наработке, то будет прослушиваться фон переменного тока при отсутствии сигнала. Сразу хочу предостеречь: не подключайте сразу наушники при первом включении после сборки. Замерьте напряжение на выходе: должно быть не более 0,3-0.5 Вольта. Если это значение выше, то конденсатор имеет утечку и требует замену. Как правило, это электролит.

Неполярные конденсаторы играют немаловажную роль: обогащают и подчеркивают высокие частоты. Поэтому подойдите как можно скрупулёзнее к выбору последних. Не стоит ставить квадратные в пластмассовом корпусе. И уж совсем не годятся МБМ. Самый хороший выбор — это наши отечественные коричневые слюдяные, марку не помню. Но найти на 1 микрофарад не возможно, а городить параллельно несколько штук нецелесообразно. Оптимальный вариант К73-17. Электролиты лучше импортные. Лучше всего фирмы рубикон на них так и написано. Другие более брендовые не предлагаю, поскольку цена за штуку астрономическая.

Несколько слов о наушниках. Китайские затычки даже не пробуйте. Не пожалейте три четыре тысячи, сходите в магазин и выберите самые чувствительные и высокоомные. И лучше всего как можно с большим диффузором. От некачественных наушников вы не получите никакой разницы и звука. В идеале самый замечательный вариант — это студийные профессиональные высокоомные наушники от 300 Ом и выше. Цена на такое изделие измеряется десятками тысяч, что просто немыслимо. Поэтому приобретает самое качественное из доступного. Тоже звучит очень недурно.

Питание я не затрагиваю. Возможны любые варианты, но не пытайтесь использовать электронный трансформатор в качестве повышающего. А для накала подходит лучше некуда, после небольшой переделки. Скинуть лишние витки.

Ну и как последнее к законченному девайсу: оформление. Что-то городить и слесарить из подручных материалов я не стал, как многие товарищи используют корпуса от сидюков да от старых усилителей, от всевозможных приборов. Мне хотелось чтобы вещь выглядела винтажно. Потратив еще неделю, обшарив магазины города купил 8 подсвечников из латуни и две шкатулки, одна из которых металл под золото. Подсвечники как раз подходят под размер панельки. Приклеивал супермоментом. Разбираем подсвечник, рассверливаем имеющиеся отверстия максимально побольше. Берем телескопическую антенну, подбираем колено по диаметру, обрезаем необходимую длину и собираем подсвечник. Припаиваем в верхней части и на гайку в нижней, в варианте с деревянной шкатулкой. Оставшиеся части подсвечников были собраны в три отдельных как дизайн для дополнения к конструкции.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Двойной триод	6Н1П	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Двойной триод	6Н23П	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	1 кОм	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	270 Ом	4		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	150 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	22 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Переменный резистор		1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Электролитический конденсатор	150мкФ 300В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Электролитический конденсатор	200мкФ 160В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Электролитический конденсатор	3300мкФ 10В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Конденсатор	1мкФ 63В	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Конденсатор	1мкФ 150В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

Вот и я решил представить Вам уважаемые Коты свое творение, пусть в нем и нет ничего сложного, да и сам я в этом деле далеко не профессионал, но все же… Началось все с того, что мне очень захотелось чего-нибудь старого, доброго, теплого, вобщем лампового… но так, как мне далеко до профессионального радиолюбителя, то соответсвенно простого:) Вот так и начался мой запрос в поисковой строке яндекса «простой самодельный ламповый усилитель» котрый и привел меня к так называемому каскаду с динамической нагрузкой SRPP (Shunt Regulated Push Pull). Собственно очем речь? Ах да, начнем со схемы, не помню с какого она сайта, но знаю точно, что в интернете их полно:

(на схеме показан только один правый канал и одна лампа двойной триод, левый канал собирается аналогично)

Как Вы заметили товарищи Коты, схема предельна проста, автор предлагает питать накалы ламп напряжением 12В током 1А с последовательным соединением этих самых накалов обеих ламп, трансформатор для этого можно взять из китайского блока питания, либо напряжением 6В и током 2А с параллельным включением накалов соответственно. Ток накала выпрямлять необязательно, но иногда это необходимо сделать если имеется фон при звучании. Я никаких диодов не ставил, мне повезло, музыка звучит кристально чисто. Теперь нам необходимо где-то раздобыть высокое напряжение вольт так примерно 240. Для этого можно взять два трансформатора с теми же параметрами (12В 1А) от тех же китайских БП, только их придется разобрать и вместо вторичной обмотки установить первичную (т.е. трансформатор будет с двумя первичными обмотками), а затем заново собрать.Дело это не такое уж и простое, разбирать этот Ш-образный сердечник с I-образными премычками, а потом собирать. Таким образом у нас получится трансформатор с коэффициентом трансформации 1:1, на выходе будет напряжение 220-230В. После изготовлении этого чудо агрегата включаем его в сеть, к так называемой вторичной обмотке подключаем электрическую лампочку мощностью 15Вт при этом не должно быть гудения. Если гудение все-таки имеется, добавляем еще несколько пластин от второго трансформатора. Еще можно сердечник пропитать лаком и высушить. Вместо лака трансформаторм можно поместить в расплавленый парафин. Если укого-то есть готовый подходящий трансформатор, например серии ТАН (трансформатор анодно-накальный), а также трансформатор от старой ламповой радиолы или телевизора, то все эти колдовские чары можно пропустить:) Но есть одно НО, эти трансформаторы мягко говоря огромные, и вес их не менее килограмма! Если необходимо сделать маленький, легкий и компактный усилитель, то такие трансформаторы естественно не подойдут. Что касается корпуса, то одним из вариантов может быть корпус от блока питания компьютера, а вобще, фантазировать на тему корпусов можно бесконечно. У меня корпусом усилителя является сам системный блок компьютера и трансформатор я взял готовый ТАН-17.

Теперь поговорим о нобходимых деталях:

Лампы 6Н1П, 6Н2П, 6Н23П и как пишет на каком-то из сайтов автор, хорошие результаты получаются с лампой 6Н3П, но у нее другая цоколевка и при сборке схемы с использованием этой лампы следует обратить внимание на расположение выводов. Я не испытывал работу этой лампы, поэтому как она звучит сказать не могу, поверим наслово нашему коллеге-радиолюбителю. Я использовал более мощную лампу 6Н6П, результаты меня устроили, звук чистый и мощный.
Резисторы расчитаны на мощность 0,25Вт за исключением резистора в цепи питания, номиналы есть на схеме. Конденсаторы в цепи питания используются на напряжение 350-400В, в цепи катода нижней лампы можно поставить конденсатор то 1000 до 10000 мкФ и напряжение 6-16В. Этот конденсатор влияет на качество звука, поэтому из подручных средств можно взять конденсатор марки Rubycon из неисправной материнской платы. Эти конденсаторы стоят в цепи питания процессора. Праллельно всем электролитическим конденсаторам необходимо включить неполярные пленочные конденсаторы емкостью 0,1-1,0 мкФ например К78, что улучшит воспроизведение высоких частот. В качестве регулятора громкости необходимо взять сдвоеный переменный резистор (стерео) сопротивлением 22-47 кОм.

Вот так я выполнил монтаж своего усилителя:

А вот то самое, теплое, завораживающее свечение, ради которого собственно все это и делалось:

Кстати, лампы мне удалось достать 66-го года, которые ниразу не использовались, т.е.новые!!! Звук просто неописуемый!!!

 А вот так выглядит мой ПК в системный блок которого я и встроил сей усилитель:

Ну вот вроде и все. Вроде ничего не забыл. Желаю удачи!

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Всё началось с того, что очень интересно было узнать насколько транзисторный усилитель для наушников (с частотной характеристикой на осциллографе 16 Гц – 40 кГц с 32-омными наушниками) будет отличаться в работе от лампового УНЧ к наушникам. При выборе схемы внимание было уделено конструкциям с использованием красивой лампы 6Н13С.

Схема и выбор элементов

Классическая схема, на которой помещены значения элементов, которые использовались при её сборке. Единственным необычным моментом являются печатные платы (чаще такое делается навесом). Цель состояла в том, чтобы объединить эстетику позиционирования элементов, их надежную привязанность и максимально возможные соединения. Большинство радиоэлементов были куплены в Интернете. Электролитические конденсаторы серии Rubycon MXR, и USR (источник питания).

Большинство резисторов выбирали с удвоенной мощностью, чтобы не нагревались, потому что все на плате довольно тесно упаковано (измерение температуры на большинстве не превышает 30C, только 10 кОм 5 Вт, подключенные параллельно, достигают температуры около 80C, но конденсаторы рядом с ними имеют повышенную рабочую температуру). В секции усилителя все резисторы безиндуктивные. Трансформатор был сделан с параметрами 125V / 0.4A и 6.3V / 6A (100VA). Электронные лампы – TESLA E88CC и 6H13C (1985 года выпуска). Ориентировочная стоимость составила около 10000 рублей.

Точки пайки на плате оцинкованы, а медный провод (1,5 мм2) припаян к пути, на котором ток проходит. Затем припаяны все элементы и проведены сигнальные провода.

Сначала был протестирован модуль питания, он дал 188 В в не нагруженном состоянии (трансформатор 135 В). Накал лампы в состоянии холостого хода 6,7 В, при нормальной работе он падает до 6,5 В. Во время сборки возникла идея добавить два резистора 50 Ом, которые симметрируют напряжение накаливания (уменьшая шум), но, хотя они припаиваются к печатной плате, они не подключены, усилитель работает отлично и без них. 

Резистор R3 отвечает за рабочую точку, а R1 и R2 поддерживают сетку на 0 В. Рабочая точка ECC88 составляет Ia = 15mA, 90V = Ua. Кстати, в типичной рабочей точке 6Н13С имеет «S» = 5,5 мА / В, а ECC88 – 12,5 мА / с, поэтому согласование с наушниками лучше с ECC88.

Если питание будет 147 В, а анод – катод 6Н13С 68 В, то резистор катода должен быть под 147 – 68 = 79 В. При сопротивлении 3,33 кОм такое напряжение соответствует току 23,7 мА.

Самодельный корпус для УНЧ на лампах

Когда усилитель и блок питания были спаяны и протестированы на работоспособность, пришло время позаботится о достойном корпусе. Стороны изготовлены из буковых деревянных досок размером 260 x 80 x 15 мм, окрашены в черный цвет и покрыты лаком паркетным для глянца. Задняя часть, нижняя и верхняя, представляют собой стальные листы толщиной 1,5 мм, а передняя панель – 5 мм. Отверстия под розетки и основания сделаны с помощью дрели и металлического напильника.

Все окрашено черным и обернуто шпоном из углеродного волокна (например, как для автомобилей). Для контроля можно легко добраться до всего, отвинтив гайки в верхней части корпуса. Потенциометр прикреплен к вспомогательной пластине и только после выкрутки болтов, прикрепленных болтами к передней панели – его можно легко вытащить, не нарушая шпона. Платы с элементами монтируются на пластиковых стойках, а провода соединяющие все друг с другом, скручиваются вместе и соединены нитью, покрытой лаком. Важно отодвинуть сигнальные провода от линий источника питания. Потенциометр и верхняя часть корпуса были соединены с землей.

Когда дело доходит до защиты всего усилителя, в блоке питания на плате имеется предохранитель на 500 мА. Трансформатор и задняя панель корпуса заземлены, а нижняя часть корпуса оклеена картоном, покрытым фольгой. На задней панели имеется главный выключатель питания, вентиляционные отверстия и разъемы RCA, к которым подключаем плеер. На передней панели переключатель слева используется для включения накального напряжения (красный светодиод), левое – анодное напряжение (зеленый светодиод). Была идея о замене диодов миниатюрными лампочками (для винтажности), но после вычисления мощности резисторов (вышло несколько ватт) остались светодиоды.

Стационарный усилитель стоит на резиновых ножках и имеет 27 см на 27 см и высоту 24 см (без ламп 15 см), вес 7,3 кг. Чтобы включить его, нажимаем главный выключатель и переключатель накала, ждём минуту и включаем анодное напряжение.

Включение и настройка устройства

Во время сборки ЛУНЧ возникло несколько проблем, некоторые из которых были связаны с невнимательностью. При первом пробном включении усилителя играл только 1 канал, во втором ужасно скрипело, измерение падений напряжения резисторов выявило отсутствие необходимых падений напряжения на катодных резисторах у одной лампы. Холодная пайка оказалась проблемой, поэтому рекомендуем паять их по очереди, используя паяльную пасту с кислотой – у канифоли была та-же проблема.

Тестировался этот стационарный усилитель с наушниками 300 Ом Sennheiser HD 650 (10 Гц – 39,5 кГц), но прослушивались и HD 439 (32 Ом 16 Гц – 22 кГц), и несмотря на то, что усилитель работал легко с ними обоими, те которые имеют меньшую АЧХ слышны сразу – при прослушивании есть немало различий. По ходу экспериментов сравнивались 3 усилителя: Sony CMT-G1IP, гибридный самодельный и представленный чисто ламповый. Самое худшее звучание у гибридного, его частотная характеристика ограничена нижней частью в наушниках.

С другой стороны, спор между Sony и ЛУНЧ действительно трудно однозначно решить, оба из них могут хорошо раскачивать такие наушники и выдавать красивый звук. Минимальная разница в басах, в ламповом они также сильны и динамичны, но несколько приятнее для слушателя (сравнение на одном и том же CD и песне).

Примечание редакции по схеме УНЧ

1. Лампа ECC88 в схеме с резистором 820 Ом в катоде и 47 кОм в аноде выходит далеко за пределы рекомендуемой области применения. Такие значения типичны для ECC83, который также дает гораздо более сильный коэффициент усиления – или с применением отрицательной обратной связи – меньший уровень искажений. Между R1 и R2 должен быть конденсатор, например 0,1 мкФ на любое напряжение (но не электролит). 
2. Резистор 5 Вт для R5 – это много: здесь не более 0,5 Вт. Точно так же на R4 выделяется меньше 0,5 Вт. Выходной сигнал последней ступени неоправданно перемещает полосу АЧХ снизу для наушников 32 Ом, это 10 Гц, за счет огромного конденсатора 470 мкФ / 400 В. 
3. Фильтр в блоке питания слишком высокое имеет сопротивление. Почти 500 Ом последовательное сопротивление на канал. При потреблении, скажем, 250 мА в канале, теряем здесь 70 Вт. И выходное напряжение падает до слабых значений. Даже если U = I х R, то для 100 мА падение напряжения всё равно составляет 50 В. Это пустая трата энергии.