Ламповый усилитель своими руками пошаговая инструкция на двух лампах

Вступление

Последнее время я не занимался конструированием аудио аппаратуры. Раньше, когда работал инженером-электронщиком и сотрудничал с музыкантами, было сделано много чего. Последнее время работаю программистом. Но руки к паяльнику все равно тянутся.

Вот и решил сделать себе для дома усилитель какой-нибудь. Сначала сделал полный гибридник: вся входная часть на лампах и только оконечный усилитель на комплементарных полевиках. Потом, после покупки DVD плейера, понял что для прослушивания музыки всякие темброблоки вроде как и не нужны. Поэтому было решено сделать ламповый оконечный усилитель (особенно после ознакомления с ценами последних в магазинах) самому.

Поскольку живя в Павлодаре автор ассортиментом радиокомпонентов не избалован, схему искал для того, что можно достать. Остановился на нижеследующей, нашел её

тут

.

С кенотронами тоже возникли трудности и они были заменены на диодный мост на сверхбыстрых диодах.

Это еще один вариант все по той-же схеме, теперь на лампах 6П14П.
Обладает хорошими характеристиками звучания в области высоких и средних частот. Звук довольно интересный очень похож на звук старого лампового приемника, собственно эта лампа там и раньше применялась.
Выходная мощность 6 Ватт (мах). Коэффициент искажений 5% при максимальной мощности. Диапазон воспроизводимых частот 35 — 35000 Гц. Входное напряжение 1

Вольт

.

Чтобы не тратиться на покупку фирменных выходных трансформаторов было решено сделать их самому. А заодно самостоятельно намотать силовой трансформатор и дроссель анодного питания. Поскольку достать кенотроны оказалось не реально, анодный выпрямитель был выполнен на быстрых диодах КД 226. Подойдут диоды с буквенными индексами В, Г, Д, рассчитанными на напряжение более 400 Вольт. Переходные конденсаторы заменены на более дешевые и доступные К73—17. В остальном схема изменений не претерпела.

Ориентировочные параметры сделанного усилителя получились следующие:
полоса по уровню 1.5 дБ —> 30Гц — 50 кГц, максимальная синусоидальноая мощность 6Вт, уровень фона и шума при короткозамкнутом входе: 70 дБ (1мВ амплитудного).

Вторичная обмотка выходного трансформатора пересчитана на 6 Ом — это чтобы не заморачиваться с отводами и можно было бы подключать и 4 и 8 ом без заметного ухудшения характеристик усилителя. Поскольку автор тяготеет к конструкциям закрытого типа и к наиболее плоским, то расположение ламп в усилители выбрано горизонтальное. Возможно тепловой режим усилителя несколько жестковат — температура внутри корпуса над выходными лампами достигает 100 градусов. Может это связано с маленьким размером вентиляционных отверстий в корпусе усилителя. Однако 2—3 часа непрерывной работы он спокойно выдерживает.

Ниже приведены фотографии готовой конструкции.

Выходные трансформаторы намотаны на железе от трансформаторов ОСМ-0,063 и имеют следующие моточные данные:
2 слоя по 60 вит II секция 1
6 слоев по 170 вит I секция 1
2 слоя по 60 вит II секция 2
6 слоев по 170 вит I секция 2
2 слоя по 60 вит II секция 3
6 слоев по 170 вит I секция 3
2 слоя по 60 вит II секция 4

I — первичная обмотка, диаметр провода 0.17 мм
II — вторичная обмотка, диаметр провода 0.55 мм.
Все секции вторичной обмотки соеденены параллельно.
Все секции первичной обмотки соеденены последовательно. Сдесь можно поэкспериментировать с порядком включения секций.

Силовой трансформатор выполнен на железе ШЛМ 25*32 и имеет следующие данные:
I — сетевая обмотка — 930 витков, диаметр провода 0.55 мм
Экран — один не замкнутый слой медной фольги
II — анодная обмотка — 1100 витков, диаметр провода 0.33 мм
Н1 — накальная_1 — 27 витков, диаметр провода 0.95
Н2 — накальная_2 — 27 витков, диаметр провода 0.95

Крепление и стяжка силового трансформатора самодельные. Это вызвано необходимостью развернуть его на 90 град. относительно выходных трансформаторов для лучшей электромагнитной развязки. Это хорошо видно на фотографии усилителя свеху.

Дроссель анодного питания выполнен на железе от телевизионного дросселя ДР2-ЛМ-К. Сначала был испытан этот дроссель без перемотки, но он значительно грелся и поэтому был перемотан более тостым проводом. Приблизительно 1500 витков проводом диаметром 0.33 мм. Просто мотался до полного заполнения окна.

Усилитель выполнен на металлическом шасси размером 35570 мм толщиной 0,8—1 мм.
К шасси крепятся с одной стороны все трансформаторы а с другой — печатные платы усилителей и блока питания. Ниже приводятся эскизы печатных плат. Печатные платы в формате *.CDR (для CorelDraw), для их изготовления, находятся отдельно и даны в зеркальном отображении специально для печати по лазерно-утюжной технологии. Большинство компонентов расположены вертикально для уменьшения площади платы.

Земля соединяется с корпусом в двух точках: в месте прохождения крепежного винта каждой платы усилителя около входных клемм.

Элементы на печатных платах не подписаны, но разобраться где что думаю не составит большого труда. Платы крепятся к шасси болтами М3 через втулки высотой 10 мм. Ниже приводится развертка шасси усилителя.

Как указывалось выше, для шасси использовано железо толщиной 0,8—1,0 мм. Передняя, задняя, боковые панели, верхняя и нижняя крышка изготовлены из листового материала толщиной 0,6—0,8 мм. Поверх передней панели сделана декоративная накладка из листового алюминия толщиной 1 мм. На передней панели крепятся выключатель и сопротивление регулировки громкости. На задней панели — сетевой разъем, колодка сетевого предохранителя, разъем для подключения колонок и входные разъемы. Входных разъемов два — один типа СГ5 а другой — пара типа колокольчик. Они запараллелены и используются для удобства подключения различных видов кабелей.

На все металлические детали были сделаны и вырезаны развертки на миллиметровке. Затем, с помощью липкой ленты, развертки крепились к листу металла и в нужных местах керном делались отметки для будущих отверстий. Затем ВСЕ будущие отверстия просверливались сверлом диаметром 1—1,2 мм. И только затем производися загиб деталей.

Не ленитесь гнуть каждую деталь по своей, простейшей оправке — листу фанеры требуемых размеров и толщиной 10 мм. Точность изготовления деталей в таком случае достигает 0,5—1,0 мм. Что для домашней конструкции весьма неплохо. В конструкции практически нет гаек. Отверстия для резьбовых соединений делались пробойником для увеличения толщины резьбы. Для вырезания всех металлических панелей очень рекомендую приобрести болгарку с кругами на 125 мм. Я даже фанерные оправки ей нарезал. Правда воняет когда пилишь, но в гараже можно и потерпеть… Развертки других деталей корпуса не привожу — пусть каждый делает по своему вкусу!

Внутри архива найдете файлы CorelDraw 11:
Chassis.cdr — Шасси усилителя формат А3!!!
SE_Ampl_v1.cdr — плата усилителя
SE_Power_v1.cdr — плата блока питания

🎁se_2x6p14p.7z
 186.09 Kb ⇣ 466

Заранее приношу извинения за допущенные, но не обнаруженные автором ошибки.
Тихонов Михаил

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Самодельный ламповый стереофонический усилитель из доступных деталей

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.

Двухтактный стереофонический ламповый усилитель.

ВНИМАНИЕ!!!! Перед изготовлением или даже макетированием лампового усилителя необходимо изучить «Правила электробезопасности», потому что в ламповых усилителях рабочие напряжения в разы превышают напряжения в вашей электрической сети, в схемах имеются накопительные конденсаторы, которые длительно могут сохранять в себе мощный заряд способный убить человека.

Как и в предыдущей статье, здесь будут описаны личные ощущения в восприятии звука, некоторые моменты с которыми я столкнулся в процессе работы, ошибки и прочее.

Следующий усилитель уже делался полной и законченной конструкцией, и сразу на 6Р3С-1, потому что они у меня уже были в наличии от доставшегося ТУ-100, это старый ламповый усилитель, кстати, в нём приличный силовой трансформатор есть и не плохое железо на звуковом.
Покопавшись в загашниках нашёл его фото и данные по звуковым трансформаторам. Вот в этом усилителе и были применены выходные трансформаторы с коротким сердечником (35мм) и огромным окном (высота намотки 25мм), на фото ниже за лампой видно, что они не стандартные.

Следующий усилитель уже был на 6П1П, и тоже из того что нашлось в закромах.
Пробовал там 6П14П, не понравился мне у них звук, очень такой сильно ретро, и лампа 6П14П с внешним смещением, быстро уходит в саморазогрев.

Вот он на фото, с 6П1П. Очень не плохо звучал, и звучит сейчас в Москве, но его мощности для меня не хватало и я снова вернулся к 6Р3С.

И получилось это. Монстр.

Но его внешний вид мне очень быстро разонравился, и я «зарядил» собрать усилок ещё мощнее, пытаясь выжать из ламп 6Р3С под 100Вт.

И у меня получилось вот это.

И получилось вот это.

Звук конечно не такой бархатный получился как в самом первом случае с 6Р3С-1 (одна лампа на канал), но довольно зачётно. Напрягало только 540 Вольт анодного, не приятно там под таким напряжением измерения производить.
Эта конструкция проработала у меня с 2010 года по 2015 год.

Параллельно с этим усилителем, был сделан ещё вот такой вариант на 6Р3С, для себя и удовольствия, потому что, ну очень они (6Р3С) мне понравились по звучанию.

Но не долго я им наслаждался.
Как то в гости ко мне друг привёз своего друга, и он ему понравился ещё больше меня и усилитель уехал уже с ним…

Затем были эксперименты с 6П3С и кенотронами. Очень удачная конструкция, жаль что пришлось там четыре диода поставить в выпрямитель смещения выходных ламп, а так всё было бы на лампах.

Там даже электролиты стоят и работают старые из советских телевизоров и резисторы в основном ВС.

Как я уже говорил, что каждая конструкция — это эксперимент.
Появились у меня лампы 6С41С (мощные триоды), да ещё большие стрелочные индикаторы долго лежат без дела, ну и ко всему прочему я в триодном режиме ещё не слышал лампы (не собирал) и опять появилась новая конструкция.

По звуку она мне очень понравилась, в драйвере стояла 6Н6П, пробовал поставить 6Н23П ( у них цоколёвка одинаковая и за пределы характеристики не заходят), оказалось, что с 6Н23П звук гораздо мягче.

Вот на этой-то конструкции, я напоролся на эти жёлтые конденсаторы (при них говорилось в предыдущей статье), которые и испортили звук. Теперь я знаю, что это плохо. Конденсаторы потом были заменены.

 

Наверно я Вас уже утомил, извините, теперь возвращаемся к описываемой конструкции, которую и будем собирать.
Первоначально я во всех своих конструкциях двухтактных усилителей использовал вот эту классическую схему фазоинвертора.

Очень достойная схема, как не странно до 54 кГц с ней усилители прокачивали. На 6Н2П получался бОльший коэффициент усиления и мягче звук. 6Н1П звучали как бы детальнее, она на 6Н8С похожа по звучанию.

Как видно на фото 2016 года, внешний вид нашего усилителя немножко изменился. Верхняя панель в процессе творчества, была испилена и изрезана под разные лампы и панели, поэтому пришлось делать сверху вот такие декоративные накладки, чтобы закрыть те отверстия, которые там образовались.

Теперь по схеме и деталям. Входной каскад сделан на 6Н9С, она немножко мягче звучит чем 6Н8С, но если хотите детальности, то лучше 6Н8С. Их для пробы можно менять без изменения схемы, но для правильной их работы — нужно менять режим работы лампы.

У 6Н9С большое выходное сопротивление, поэтому раскачать выходной каскад ею без завала АЧХ трудно, но пробовать можно.

ВНИМАНИЕ: Никогда не вытаскивайте лампы во включенном усилителе, даже входных каскадов. Можно вставлять холодную лампу. Иначе пробой и вывод из строя выходной лампы вам обеспечен.

Фазоинвертор сделан на 6Н8С уже по другой схеме, для «пробивания» бОльшей входной ёмкости выходных каскадов, и вроде он симметричнее работает. По звуку мягкости не добавило, но вроде ничего не испортило. До этого стояли там 6С5С (1960 года выпуска, новые), как на фото, но одна сгорела, в магазин снова идти не захотелось, а 6Н8С есть ещё в запасах, по этому немножко изменив на ламповой панельке распайку поставил туда 6Н8С. Правда один триод остался не у дел, а параллелить не стал, имею не очень хорошие впечатления от этого.

Выходной каскад сделан на КТ88, дорогие стали они сейчас около 70 уёв за штуку, по этому с ними осторожнее.

Пробовал их в триодном режиме не понравились (усилитель был заряжен на триод и пентод, там даже переключатель остался), в рекомендуемом в справочниках пентодном включении (это когда вторая сетка соединяется с питанием анодных цепей) мне не понравились тоже, резкий звук. По этому потихоньку уменьшая напряжение на второй сетке при поддержании анодного тока около 80мА, вышел вот на такие параметры резистора R23.
Анодный ток измеряется путём измерения падения напряжения на катодных резисторах R32-R33 (в пределах 0,8-0,9В). Главное чтобы в канале токи были как можно одинаковыми, иначе будет небольшая «бяка» со звуком и главный минус — фон в колонках. Я заказывал подобранную четвёрку КТ88, по этому после их приработки, они уже никуда не «уплывают».

В этой схеме сделана задержка подачи высокого напряжения, на реле Р1-Р2, они на 24В от бесперебойника UPS-1200 . Для более плавного пуска стоят терморезисторы NTC R26-R27 на 16 Ом, можно их вообще не ставить, а можно и 25 Ом. При включении в сеть, конденсаторы блока питания начинают плавно заряжаться через резисторы R24 и R25, так же заряжается через резистор R36 конденсатор С33. По достижении напряжения пробоя неоновой лампочки HL1, лампа пробивается, конденсатор С33 разряжается через управляющий электрод тиристора, он открывается, включает реле Р1-Р2, которые своими контактами шунтируют резисторы R24 и R25, и разряжают времязадающий конденсатор С33 для подготовки его к последующему включению. У меня получилось время задержки около минуты. Почему неоновая лампочка, а не динистор? Она не даёт тока утечки, по этому конденсатор С33 можно ставить небольшой ёмкости (только не электролит!!!) при большом сопротивлении время задающего резистора R36, да и у меня много этих неонок, поэтому нашёл им применение. Даже неонки от стартера на 127В ламп дневного света в «полевых» условиях ставил, до сих пор работает, но в другой конструкции.

В выпрямительных мостах нужно использовать быстрые диоды (они меньше помех дают) на соответствующее напряжение.
Можно ставить КД226, применялись в телевизорах 3УСЦТ и им подобных, можно и импортные Шотки, но имейте в виду, что Шотки очень боятся малейшего перенапряжения, поэтому их нужно брать с запасом по обратному напряжению (не менее двух напряжений питания).
Здесь на схеме я не нарисовал, но желательно в мосту каждый диод шунтировать конденсатором около 0,022-0,01мкФ 400В. Это всё для подавления помех.
Резисторы R46 и R35 нужны для снижения пусковых токов. Благодаря всем этим «наворотам», предохранители у меня ещё ни разу не сгорали (они установлены на платах в подвале шасси), поэтому про удобство их замены думать не надо.

В качестве дросселей используется один стандартный Д25 (тоже нашёлся в закромах), другой не известный, намотан проводом 0,4мм, индуктивность около 1 Генри, с какой то аппаратуры. Можно намотать самим, на подходящем железе, и не забывать про электрическую изоляцию, тут уже 460 Вольт!!

Межкаскадные конденсаторы нужно ставить как я уже писал ранее из вот этих.

Кстати, для эксперимента в питании второй сетки выходной лампы, зашунтировал электролиты жёлтыми конденсаторами. Не понравилось. Заменил старыми КБГ. Стало лучше. Здесь на фото вид его «потрохов». Между входным каскадом и фазоинвертором стоят конденсаторы 0,1 мкФ 200В, это те очень старые советские, и думаю что они ещё 100 лет проработают. Не бойтесь старых деталей, они надёжнее современных. Единственно с электролитами можно не угадать, хотя тоже работают.

Теперь снова про самое главное и муторное, это выходные трансформаторы.

Повторю ещё раз, мне эти трансформаторы не нравятся, по этому в проекте на будущее их заменить. Пока думаю из ОСМ-0,25, но может что ещё попадётся подходящее.
По мне анодная обмотка должна быть около 1200 витков каждая (1200+1200) на ТСШ-170, а вторичку нужно считать под конкретное сопротивление динамиков.
ТСШ-170 сам большой, а окно маловато, по этому нужно прикидывать всё точнее, что бы все обмотки влезли без проблем.

Первичная (анодная) обмотка моталась проводом 0,25мм, а выходная 0,51мм.

Намотка шла в следующей последовательности:
 — выходная обмотка — половина первого анода — выходная обмотка — половина второго анода — выходная обмотка — половина второго анода — выходная обмотка — половина первого анода — выходная обмотка.

Почему так? Это сделано для выравнивания активного сопротивления обмоток двух анодов.
Первая обмотка имеет самое маленькое сопротивление, а последняя самое большое при одинаковом количестве витков (диаметр обмотки больше). При таком раскладе они получаются почти идеальными.

Теперь пропитываем, сушим, проливаем. Всё как было в однотактном усилителе.
Проверяем АЧХ трансформаторов, вот здесь Вы измерите уже реальную АЧХ трансформаторов, потому как здесь нет подмагничивания сердечника, если конечно оба анода с одинаковым током работают.

Теперь силовой.

Силовой изначально был от ТУ-100, перематывались только накальные обмотки, но у него бумажные щёчки, и от старости после второго пробоя между лепестками на этих щёчках — было принято решение его заменить. Да, трансформатор мощный. Долго искать не пришлось, так как отходы ещё есть, и тут пригодились старые неисправные беспербойники UPS-1200.
Был намотан первый трансформатор, первоначально проверен ток Х.Х. при напряжении 220В, 180мА, вроде многовато, но намотал силовой, поставил…. и ужас, при включении магнитные экраны (между силовым и звуковыми) так хлопали об него (примагничивались), да ещё фон в колонках…. Короче пришлось его выкидывать, потому что он уже был залит и пропитан, а я заливаю так, что повторно уже не разобрать.

Взял с другого UPS-1200, фирма другая, там ток Х.Х. при 220 Вольт составил 38мА, мотал его вот так:

Сначала подаём на него 220вольт и измеряем выходное напряжение на его выходной (низковольтной) обмотке. Потом разбираем, сматываем и считаем витки, (до сетевой обмотки сматываем), делим их число на измеренное напряжение на этой обмотке, у меня получилось ровно 2 витка на вольт.

Ток суммарный всех анодов на который я рассчитываю этот усилитель 0,5А, по этому провод тоже получился 0,51мм и его у меня предостаточно. Потому как анодное напряжение большое (460 Вольт, а электролиты максимум 450 Вольт есть в природе), то его будем получать из двух соединённых последовательно источников, следовательно нам нужно и две обмотки. Считаем 460/1,4=326Вольт/2 обмотки=163вольт, но это без нагрузки, добавляем для круглости 17 вольт и получаем 180 Вольт переменки должна выдавать каждая анодная обмотка.

Для смещения самих ламп нам нужно около 40 Вольт, но на всякий случай и на падение на фильтрующих резисторах и запаса пусть там будет около 100Вольт, следовательно 100/1,41= около 70 вольт переменки. Ток там будет не большой несколько миллиампер, по этому это соотношение будет близким к истине. Теперь провод, каким мотать, у меня был 0,35 мм, предостаточно и не тонкий и не толстый. На нём остановлюсь.

Для питания реле нужно 24-28 вольт, по этому тут без расчётов я уже знаю что 20 Вольт переменки хватит отлично. Какой диаметр провода? Реле берут до 200мА, плюс светодиод, плюс ещё что то может быть, после прикидок места хватает, и 0,51мм думаю тоже достаточно.

Теперь конкретно по виткам.

W1-W2 − сетевые готовые.

W3-W4 − по 360 витков провода ПЭВ 0,51, у них сделаны отводы на 300-м витке, для универсальности трансформатора. На схеме я это не показал.

W5 − 140 витков провода 0,35 мм.

W6 − 40 витков провода 0,51 мм.

W7-W8 − по 13 витков провода 1,7мм., который кстати, был смотан с этого же трансформатора. Эти обмотки были намотаны с отводом от 11 витка, это 5В для накала двух кенотронов, и тоже для универсальности трансформатора, и ещё влезли две обмотки по 13 витков проводом 1,7 мм, это 6,3В чисто для накала.
Я стараюсь делать трансформатор более универсальным, потому что начинаешь делать один усилитель, а пока делаешь его, то в процессе работы вдруг потребуется изменить напряжение, или ещё что то, а с универсальным трансформатором всё это можно попробовать.

Не забываем хорошо изолировать между обмотками, особенно там где обмотка под кенотрон и его накал. Между другими обмотками достаточно два-три слоя изоляции, Внутри одной обмотки ряды изолируем одним слоем изоляции, этого достаточно.

Пропитываем, сушим, проливаем. Не забываем, что после первой пропитки пластины нужно будет подтянуть, так как наш лак растворит старый и они уложатся плотнее, может даже влезут оставшиеся «лишние» пластины.

Корпус здесь был сделан из фанеры, но видимо нужна качественная фанера, у меня она за это время немножко лопнула.

Как видно на всех фото размещение трансформаторов одинаковое и вид усилителей тоже практически одинаковый. Это получается из-за того, что я не нашёл другого более компактного размещения трансформаторов, чтобы силовые трансформаторы давали минимум помех на выходные звуковые.
Перед установкой трансформаторов нужно найти оптимальное положение при котором минимум помех в динамиках. Об этом я уже рассказывал в предыдущей статье про однотактные усилители.

Для удобства контроля анодных токов у меня стоят маленькие гнёзда от старой советской аппаратуры на верхней панели сзади, напротив каждой выходной лампы. Там же стоят резисторы для регулировки тока анода и симметрии токов.
Мне так удобнее, выставил ток каждой лампы, а потом подключаешь мультиметр, (а он у меня вот такой, с 1978 года служит мне верой и правдой), между катодами и выставляешь симметрией «Ноль».

Что хочется сказать в заключении, это ещё не окончательная конструкция. Есть желание её переделать, попробовать другие варианты и детали.
Но ещё очень важное значение имеет какая у вас акустика. Я начал с 25АС-126, она дорабатывалась не однократно, оконечный вариант описан здесь. Получился волшебнейший звук, это просто фантастика, я мог по пол дня сидеть и слушать этот звук, очень трудно передать эмоции. Очень нравилось слушать «Релакс ФМ» через спутниковый ресивер (он кстати там на фотках попадается), выбрал один из двадцати наверное марок по звуку, была такая возможность выбирать. Но переехав в другую квартиру, в предыдущей была комната квадратная 4,2х4,2, этого бархатнейшего звука уже не стало.
Но самое интересное, что в новой квартире он работал ещё со строительной отделкой (пока шёл ремонт) и звучал вроде ничего, но… после шпатлевания стен всё резко изменилось в очень худшую сторону.
Немножко стало лучше после оклеивания стен обоями и заполнением комнаты мебелью, но это совсем не то что было в старой квартире. И даже новые колонки 80-ти литровые полноценные напольники, сделанные почти по Фен-Шую не вернули тот звук. Комната по площади почти такая же, только прямоугольная.
Вот так бывает со звуком. Очень хочется услышать именно тот звук, где были моменты когда от инфранизких частот пробирал животный страх, и кайф от звучания.

Желаю удачи.

 

В современный исторический период, с точки зрения технологии, можно отнести к цифровой эре. Цифровые технологии в фотографии, звукозаписи, телевидении, радиосвязи, навигации, в ’’умном доме” и пр. — реалии нашего времени. Наряду с компьютерными средствами связи и передачи информации, они предоставили возможности, о которых раньше нельзя было и мечтать. В определённом смысле можно говорить об охвате этой технологией всего нашего быта и производства.

Следующий усилитель уже был на 6П1П, и тоже из того что нашлось в закромах.
Пробовал там 6П14П, не понравился мне у них звук, очень такой сильно ретро, и лампа 6П14П с внешним смещением, быстро уходит в саморазогрев.

Вот он на фото, с 6П1П. Очень не плохо звучал, и звучит сейчас в Москве, но его мощности для меня не хватало и я снова вернулся к 6Р3С.

И получилось это. Монстр.

Но его внешний вид мне очень быстро разонравился, и я «зарядил» собрать усилок ещё мощнее, пытаясь выжать из ламп 6Р3С под 100Вт.

И у меня получилось вот это.

И получилось вот это.

Звук конечно не такой бархатный получился как в самом первом случае с 6Р3С-1 (одна лампа на канал), но довольно зачётно. Напрягало только 540 Вольт анодного, не приятно там под таким напряжением измерения производить.
Эта конструкция проработала у меня с 2010 года по 2015 год.

Параллельно с этим усилителем, был сделан ещё вот такой вариант на 6Р3С, для себя и удовольствия, потому что, ну очень они (6Р3С) мне понравились по звучанию.

Но не долго я им наслаждался.
Как то в гости ко мне друг привёз своего друга, и он ему понравился ещё больше меня и усилитель уехал уже с ним…

Затем были эксперименты с 6П3С и кенотронами. Очень удачная конструкция, жаль что пришлось там четыре диода поставить в выпрямитель смещения выходных ламп, а так всё было бы на лампах.

Там даже электролиты стоят и работают старые из советских телевизоров и резисторы в основном ВС.

Как я уже говорил, что каждая конструкция — это эксперимент.
Появились у меня лампы 6С41С (мощные триоды), да ещё большие стрелочные индикаторы долго лежат без дела, ну и ко всему прочему я в триодном режиме ещё не слышал лампы (не собирал) и опять появилась новая конструкция.

По звуку она мне очень понравилась, в драйвере стояла 6Н6П, пробовал поставить 6Н23П ( у них цоколёвка одинаковая и за пределы характеристики не заходят), оказалось, что с 6Н23П звук гораздо мягче.

Вот на этой-то конструкции, я напоролся на эти жёлтые конденсаторы (при них говорилось в предыдущей статье), которые и испортили звук. Теперь я знаю, что это плохо. Конденсаторы потом были заменены.

 

Наверно я Вас уже утомил, извините, теперь возвращаемся к описываемой конструкции, которую и будем собирать.
Первоначально я во всех своих конструкциях двухтактных усилителей использовал вот эту классическую схему фазоинвертора.

Очень достойная схема, как не странно до 54 кГц с ней усилители прокачивали. На 6Н2П получался бОльший коэффициент усиления и мягче звук. 6Н1П звучали как бы детальнее, она на 6Н8С похожа по звучанию.

Как видно на фото 2016 года, внешний вид нашего усилителя немножко изменился. Верхняя панель в процессе творчества, была испилена и изрезана под разные лампы и панели, поэтому пришлось делать сверху вот такие декоративные накладки, чтобы закрыть те отверстия, которые там образовались.

Теперь по схеме и деталям. Входной каскад сделан на 6Н9С, она немножко мягче звучит чем 6Н8С, но если хотите детальности, то лучше 6Н8С. Их для пробы можно менять без изменения схемы, но для правильной их работы — нужно менять режим работы лампы.

У 6Н9С большое выходное сопротивление, поэтому раскачать выходной каскад ею без завала АЧХ трудно, но пробовать можно.

ВНИМАНИЕ: Никогда не вытаскивайте лампы во включенном усилителе, даже входных каскадов. Можно вставлять холодную лампу. Иначе пробой и вывод из строя выходной лампы вам обеспечен.

Фазоинвертор сделан на 6Н8С уже по другой схеме, для «пробивания» бОльшей входной ёмкости выходных каскадов, и вроде он симметричнее работает. По звуку мягкости не добавило, но вроде ничего не испортило. До этого стояли там 6С5С (1960 года выпуска, новые), как на фото, но одна сгорела, в магазин снова идти не захотелось, а 6Н8С есть ещё в запасах, по этому немножко изменив на ламповой панельке распайку поставил туда 6Н8С. Правда один триод остался не у дел, а параллелить не стал, имею не очень хорошие впечатления от этого.

Выходной каскад сделан на КТ88, дорогие стали они сейчас около 70 уёв за штуку, по этому с ними осторожнее.

Пробовал их в триодном режиме не понравились (усилитель был заряжен на триод и пентод, там даже переключатель остался), в рекомендуемом в справочниках пентодном включении (это когда вторая сетка соединяется с питанием анодных цепей) мне не понравились тоже, резкий звук. По этому потихоньку уменьшая напряжение на второй сетке при поддержании анодного тока около 80мА, вышел вот на такие параметры резистора R23.
Анодный ток измеряется путём измерения падения напряжения на катодных резисторах R32-R33 (в пределах 0,8-0,9В). Главное чтобы в канале токи были как можно одинаковыми, иначе будет небольшая «бяка» со звуком и главный минус — фон в колонках. Я заказывал подобранную четвёрку КТ88, по этому после их приработки, они уже никуда не «уплывают».

В этой схеме сделана задержка подачи высокого напряжения, на реле Р1-Р2, они на 24В от бесперебойника UPS-1200 . Для более плавного пуска стоят терморезисторы NTC R26-R27 на 16 Ом, можно их вообще не ставить, а можно и 25 Ом. При включении в сеть, конденсаторы блока питания начинают плавно заряжаться через резисторы R24 и R25, так же заряжается через резистор R36 конденсатор С33. По достижении напряжения пробоя неоновой лампочки HL1, лампа пробивается, конденсатор С33 разряжается через управляющий электрод тиристора, он открывается, включает реле Р1-Р2, которые своими контактами шунтируют резисторы R24 и R25, и разряжают времязадающий конденсатор С33 для подготовки его к последующему включению. У меня получилось время задержки около минуты. Почему неоновая лампочка, а не динистор? Она не даёт тока утечки, по этому конденсатор С33 можно ставить небольшой ёмкости (только не электролит!!!) при большом сопротивлении время задающего резистора R36, да и у меня много этих неонок, поэтому нашёл им применение. Даже неонки от стартера на 127В ламп дневного света в «полевых» условиях ставил, до сих пор работает, но в другой конструкции.

В выпрямительных мостах нужно использовать быстрые диоды (они меньше помех дают) на соответствующее напряжение.
Можно ставить КД226, применялись в телевизорах 3УСЦТ и им подобных, можно и импортные Шотки, но имейте в виду, что Шотки очень боятся малейшего перенапряжения, поэтому их нужно брать с запасом по обратному напряжению (не менее двух напряжений питания).
Здесь на схеме я не нарисовал, но желательно в мосту каждый диод шунтировать конденсатором около 0,022-0,01мкФ 400В. Это всё для подавления помех.
Резисторы R46 и R35 нужны для снижения пусковых токов. Благодаря всем этим «наворотам», предохранители у меня ещё ни разу не сгорали (они установлены на платах в подвале шасси), поэтому про удобство их замены думать не надо.

В качестве дросселей используется один стандартный Д25 (тоже нашёлся в закромах), другой не известный, намотан проводом 0,4мм, индуктивность около 1 Генри, с какой то аппаратуры. Можно намотать самим, на подходящем железе, и не забывать про электрическую изоляцию, тут уже 460 Вольт!!

Межкаскадные конденсаторы нужно ставить как я уже писал ранее из вот этих.

Кстати, для эксперимента в питании второй сетки выходной лампы, зашунтировал электролиты жёлтыми конденсаторами. Не понравилось. Заменил старыми КБГ. Стало лучше. Здесь на фото вид его «потрохов». Между входным каскадом и фазоинвертором стоят конденсаторы 0,1 мкФ 200В, это те очень старые советские, и думаю что они ещё 100 лет проработают. Не бойтесь старых деталей, они надёжнее современных. Единственно с электролитами можно не угадать, хотя тоже работают.

Теперь снова про самое главное и муторное, это выходные трансформаторы.

Повторю ещё раз, мне эти трансформаторы не нравятся, по этому в проекте на будущее их заменить. Пока думаю из ОСМ-0,25, но может что ещё попадётся подходящее.
По мне анодная обмотка должна быть около 1200 витков каждая (1200+1200) на ТСШ-170, а вторичку нужно считать под конкретное сопротивление динамиков.
ТСШ-170 сам большой, а окно маловато, по этому нужно прикидывать всё точнее, что бы все обмотки влезли без проблем.

Первичная (анодная) обмотка моталась проводом 0,25мм, а выходная 0,51мм.

Намотка шла в следующей последовательности:
 — выходная обмотка — половина первого анода — выходная обмотка — половина второго анода — выходная обмотка — половина второго анода — выходная обмотка — половина первого анода — выходная обмотка.

Почему так? Это сделано для выравнивания активного сопротивления обмоток двух анодов.
Первая обмотка имеет самое маленькое сопротивление, а последняя самое большое при одинаковом количестве витков (диаметр обмотки больше). При таком раскладе они получаются почти идеальными.

Теперь пропитываем, сушим, проливаем. Всё как было в однотактном усилителе.
Проверяем АЧХ трансформаторов, вот здесь Вы измерите уже реальную АЧХ трансформаторов, потому как здесь нет подмагничивания сердечника, если конечно оба анода с одинаковым током работают.

Теперь силовой.

Силовой изначально был от ТУ-100, перематывались только накальные обмотки, но у него бумажные щёчки, и от старости после второго пробоя между лепестками на этих щёчках — было принято решение его заменить. Да, трансформатор мощный. Долго искать не пришлось, так как отходы ещё есть, и тут пригодились старые неисправные беспербойники UPS-1200.
Был намотан первый трансформатор, первоначально проверен ток Х.Х. при напряжении 220В, 180мА, вроде многовато, но намотал силовой, поставил…. и ужас, при включении магнитные экраны (между силовым и звуковыми) так хлопали об него (примагничивались), да ещё фон в колонках…. Короче пришлось его выкидывать, потому что он уже был залит и пропитан, а я заливаю так, что повторно уже не разобрать.

Взял с другого UPS-1200, фирма другая, там ток Х.Х. при 220 Вольт составил 38мА, мотал его вот так:

Сначала подаём на него 220вольт и измеряем выходное напряжение на его выходной (низковольтной) обмотке. Потом разбираем, сматываем и считаем витки, (до сетевой обмотки сматываем), делим их число на измеренное напряжение на этой обмотке, у меня получилось ровно 2 витка на вольт.

Ток суммарный всех анодов на который я рассчитываю этот усилитель 0,5А, по этому провод тоже получился 0,51мм и его у меня предостаточно. Потому как анодное напряжение большое (460 Вольт, а электролиты максимум 450 Вольт есть в природе), то его будем получать из двух соединённых последовательно источников, следовательно нам нужно и две обмотки. Считаем 460/1,4=326Вольт/2 обмотки=163вольт, но это без нагрузки, добавляем для круглости 17 вольт и получаем 180 Вольт переменки должна выдавать каждая анодная обмотка.

Для смещения самих ламп нам нужно около 40 Вольт, но на всякий случай и на падение на фильтрующих резисторах и запаса пусть там будет около 100Вольт, следовательно 100/1,41= около 70 вольт переменки. Ток там будет не большой несколько миллиампер, по этому это соотношение будет близким к истине. Теперь провод, каким мотать, у меня был 0,35 мм, предостаточно и не тонкий и не толстый. На нём остановлюсь.

Для питания реле нужно 24-28 вольт, по этому тут без расчётов я уже знаю что 20 Вольт переменки хватит отлично. Какой диаметр провода? Реле берут до 200мА, плюс светодиод, плюс ещё что то может быть, после прикидок места хватает, и 0,51мм думаю тоже достаточно.

Теперь конкретно по виткам.

W1-W2 − сетевые готовые.

W3-W4 − по 360 витков провода ПЭВ 0,51, у них сделаны отводы на 300-м витке, для универсальности трансформатора. На схеме я это не показал.

W5 − 140 витков провода 0,35 мм.

W6 − 40 витков провода 0,51 мм.

W7-W8 − по 13 витков провода 1,7мм., который кстати, был смотан с этого же трансформатора. Эти обмотки были намотаны с отводом от 11 витка, это 5В для накала двух кенотронов, и тоже для универсальности трансформатора, и ещё влезли две обмотки по 13 витков проводом 1,7 мм, это 6,3В чисто для накала.
Я стараюсь делать трансформатор более универсальным, потому что начинаешь делать один усилитель, а пока делаешь его, то в процессе работы вдруг потребуется изменить напряжение, или ещё что то, а с универсальным трансформатором всё это можно попробовать.

Не забываем хорошо изолировать между обмотками, особенно там где обмотка под кенотрон и его накал. Между другими обмотками достаточно два-три слоя изоляции, Внутри одной обмотки ряды изолируем одним слоем изоляции, этого достаточно.

Пропитываем, сушим, проливаем. Не забываем, что после первой пропитки пластины нужно будет подтянуть, так как наш лак растворит старый и они уложатся плотнее, может даже влезут оставшиеся «лишние» пластины.

Корпус здесь был сделан из фанеры, но видимо нужна качественная фанера, у меня она за это время немножко лопнула.

Как видно на всех фото размещение трансформаторов одинаковое и вид усилителей тоже практически одинаковый. Это получается из-за того, что я не нашёл другого более компактного размещения трансформаторов, чтобы силовые трансформаторы давали минимум помех на выходные звуковые.
Перед установкой трансформаторов нужно найти оптимальное положение при котором минимум помех в динамиках. Об этом я уже рассказывал в предыдущей статье про однотактные усилители.

Для удобства контроля анодных токов у меня стоят маленькие гнёзда от старой советской аппаратуры на верхней панели сзади, напротив каждой выходной лампы. Там же стоят резисторы для регулировки тока анода и симметрии токов.
Мне так удобнее, выставил ток каждой лампы, а потом подключаешь мультиметр, (а он у меня вот такой, с 1978 года служит мне верой и правдой), между катодами и выставляешь симметрией «Ноль».

Что хочется сказать в заключении, это ещё не окончательная конструкция. Есть желание её переделать, попробовать другие варианты и детали.
Но ещё очень важное значение имеет какая у вас акустика. Я начал с 25АС-126, она дорабатывалась не однократно, оконечный вариант описан здесь. Получился волшебнейший звук, это просто фантастика, я мог по пол дня сидеть и слушать этот звук, очень трудно передать эмоции. Очень нравилось слушать «Релакс ФМ» через спутниковый ресивер (он кстати там на фотках попадается), выбрал один из двадцати наверное марок по звуку, была такая возможность выбирать. Но переехав в другую квартиру, в предыдущей была комната квадратная 4,2х4,2, этого бархатнейшего звука уже не стало.
Но самое интересное, что в новой квартире он работал ещё со строительной отделкой (пока шёл ремонт) и звучал вроде ничего, но… после шпатлевания стен всё резко изменилось в очень худшую сторону.
Немножко стало лучше после оклеивания стен обоями и заполнением комнаты мебелью, но это совсем не то что было в старой квартире. И даже новые колонки 80-ти литровые полноценные напольники, сделанные почти по Фен-Шую не вернули тот звук. Комната по площади почти такая же, только прямоугольная.
Вот так бывает со звуком. Очень хочется услышать именно тот звук, где были моменты когда от инфранизких частот пробирал животный страх, и кайф от звучания.

Желаю удачи.

 

В современный исторический период, с точки зрения технологии, можно отнести к цифровой эре. Цифровые технологии в фотографии, звукозаписи, телевидении, радиосвязи, навигации, в ’’умном доме” и пр. — реалии нашего времени. Наряду с компьютерными средствами связи и передачи информации, они предоставили возможности, о которых раньше нельзя было и мечтать. В определённом смысле можно говорить об охвате этой технологией всего нашего быта и производства.

В последнее время численность любителей хорошего звука стала увеличиваться за счёт поколения, рождённого в цифровую эру и не заставшего ни виниловых дисков, ни магнитофонов. В значительной мере этому способствует тот факт, что большую часть музыки современный человек прослушивает через головные телефоны с мультимедийного плейера или смартфона, а в стационарных условиях — через нехитрую акустическую систему телевизора или компьютера с простыми однокристальными УМЗЧ.

Тем не менее с претензией на лучшее звуковоспроизведение известный производитель компьютерного железа тайваньская компания АОреn в 2002 г. выпустил материнскую плату АХ4В-533 Tube со звуковым трактом на лампе и несколькими “аудиофильскими” конденсаторами MultiCap, резисторами Vishay и проводами Cardas.

Причём лампу поставили нашу, российскую Sovtek 6922 (6Н23П). Затем была конструкция АОреn AX4GE Tube-G [1], с предварительным усилителем на трёх лампах и деталями попроще. И всё — эта инициатива подхвачена не была. В самом деле, чтобы повлиять на звуковоспроизведение кардинально, мало применить только буферный ламповый каскад, да и решение проблем теплового режима и режима питания лампы сразу увеличивает стоимость изделия.

Что же можно сделать в этом направлении? Ответ — применить полноценный ламповый усилитель мощности. Каким требованиям должен соответствовать УМЗЧ? Безусловно, ламповый усилитель звука должен быть построен в соответствии с определёнными правилами, сложившимися в результате вековой практики лампового звуковоспроизведения, с учётом современных технологий.

По возможности он должен быть несложным, иметь достаточную выходную мощность и хорошие параметры, разумные габариты и массу. Вопрос теплового режима и энергопотребления тоже может оказаться актуальным. В общем, понятный набор требований, зачастую находящихся в противоречии друг с другом.

Простая схема лампового усилителя

В отличие от транзисторной схемотехники, ламповая традиционна. Придумать что-то прорывное сложно. Первая мысль при взгляде на схему лампового УМЗЧ — как всё просто! Но секрет хорошего звука, как правило, не в каком-то необычном схемотехническом решении, а в тщательной проработке конструкции и правильном выборе используемых элементов. Один из принципов ламповой схемотехники — звуковой тракт должен быть максимально коротким, а число каскадов усиления — минимально.

Хотя на практике не всё так уж однозначно, тем не менее, при прочих равных условиях, два каскада усиления предпочтительнее, чем три. Малокаскадность — одно из преимуществ ламповой схемотехники. От лампового каскада можно получить большой коэффициент усиления, при этом число каскадов усиления минимально.

Отсюда и особая звуковая панорама: музыкальные инструменты и голоса расположены по всему акустическому пространству. При прослушивании АС с “правильным” ламповым усилителем через некоторое время о громкоговорителях просто забываешь, их как бы нет, звук растворяется в пространстве, мозг перестаёт ассоциировать их с источником звука (конечно, при соответствующем качестве записи исходной фонограммы).

Итак, два каскада лучше, чем три. Тогда один лучше, чем два? Но может ли УМЗЧ иметь один каскад усиления? В середине прошлого века были устройства, в которых УМЗЧ построен всего на одной лампе — пентоде 6П9, например, в телевизорах “Рекорд-12”, “Енисей”. Применяли его и в любительских конструкциях усилителей.

Изначально эта лампа предназначалась для выходных каскадов широкополосных усилителей, в частности, в видеоусилителях телевизионных устройств [2]. Тем не менее любители лампового звучания успешно применяют эту лампу в звуковом тракте в предоконечном и выходном каскадах. Кроме того, лампа до сих пор доступна и недорога.

Пентод 6П9 имеет восьмиштырьковый (октальный) цоколь и металлический ударопрочный корпус. Зарубежные аналоги — 6L10 и 6AG7. По основным параметрам (но, увы, не по звучанию) к 6П9 близка отечественная пальчиковая лампа 6П15П (причём мощность рассеяния на аноде — до 12 Вт).

Благодаря большой крутизне (10… 11 мА/В) и высокому внутреннему сопротивлению (80…100 кОм) пентод 6П9 обладает усилением, достаточным для построения однокаскадного усилителя мощности! С одной лампы при входном напряжении 1,5В эфф можно получить выходную мощность до 2 Вт при коэффициенте гармоник около 4 %. Но проблема в том, что анодная нагрузка при этом должна быть примерно 10 кОм.

Трансформатор для лампового усилителя

Изготовление трансформатор для лампового усилителя непростое дело. Но если использовать две лампы, включаемые параллельно, чувствительность усилителя не изменится, но эквивалентное сопротивление нагрузки уменьшится вдвое. Выходная мощность, естественно, в два раза больше. Изготавливать выходной трансформатор для лампового усилителя для эквивалентной нагрузки сопротивлением 5 кОм уже проще. Видимо, подобным образом рассуждал и автор конструкции [3]; приведённая там схема усилителя и была взята за основу.

Схема усилителя смотрите выше. Схема одного канала стереофонического усилителя с блоком питания представлена на сайте www.radiochipi.ru рис. 1. Это однотактный ламповый усилитель мощности на двух пентодах, включённых параллельно, без ООС, с фиксированным смещением, обеспечивающим анодный ток каждой лампы 30 мА. Можно использовать и автоматическое смещение. Для этого в цепь катода каждой лампы следует включить резистор сопротивлением 68…100 Ом (подбирают для каждой лампы по анодному току) мощностью 0,5 Вт, зашунтированный оксидным конденсатором ёмкостью 500…1000 мкФ на номинальное напряжение 16 В.

От качества этого конденсатора в значительной степени зависит звучание. Третью сетку при этом соединяют с катодом, туда же нужно присоединить и нижний по схеме вывод стабилитрона VD7.Пентод 6П9 на выходе УМЗЧ — определённый вызов современным представлениям, в соответствии с которыми считается, что хорошее звучание можно получить, применяя только триоды либо пентоды и тетроды в триодном включении. Действительно, триод более линеен и его внутреннее сопротивление меньше (соответственно меньше и индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора).

Но максимальная выходная мощность такого усилителя на 6П9 снижается, уменьшается и чувствительность. С другой стороны, существует немало сторонников пентодных усилителей, утверждающих, что музыкальные произведения определённых жанров лучше звучат именно с пентодными усилителями. Кроме того, главный козырь описываемого усилителя в том, что он однокаскадный, а перевод ламп в триодный режим потребует второго каскада усиления. И сложно сказать заведомо, что будет звучать лучше: двух- либо трёхкаскадный УМЗЧ на триоде или однокаскадный на пентоде [4].

Нужно отметить, что при параллельном включении ламп требуется их подбор. Ведь в таком усилителе лампы работают как бы “дуэтом”. И результат во многом зависит от того, насколько хорошо они подобраны, сделать это самому несложно, имея возможность их выбора; 6П9 — лампа не дорогая. Основное отличие схемы усилителя на рис. 1 от приведённой в [3] — это наличие стабилизатора напряжения для второй (экранирующей) сетки. Контрольное прослушивание показало, что введение стабилизатора заметно улучшило звучание.

Дело в том, что линейность пентода очень сильно зависит от стабильности напряжения на второй сетке, а на больших амплитудах сигнала напряжение на второй сетке тоже начинает меняться. Конденсатор фильтра между сеткой и общим проводом не всегда справляется с таким явлением (на самых низких частотах). В этой конструкции применён параметрический стабилизатор на шести стабилитронах КС524Г и одном КС512А на общее напряжение 150 В. Цепь стабилитронов зашунтирована конденсаторами МБГО ёмкостью 4 мкФ и оксидным ёмкостью 100 мкФ на 160 В (Jamicon).

Вместо цепи стабилитронов можно применить один КС650А. При этом для двух каналов необходимо подобрать два с нужным напряжением стабилизации и установить их на теплоотводы (рассеиваемая мощность — 1,5…2 Вт). Стабильное напряжение для второй сетки можно обеспечить также с ламповым (на СГ13П) или транзисторным стабилизатором. Резисторы R3, R4 в анодных цепях служат для контроля анодного тока при налаживании. Падение напряжения на них в милливольтах численно равно току анода в миллиамперах.

После налаживания их можно исключить. Выключатель питания SA1 включён последовательно с сетевой обмоткой трансформатора. Для увеличения срока службы ламп, с целью их защиты от подачи анодного напряжения в непрогретом состоянии, непосредственно в цепь анодного напряжения установлен ещё один выключатель SA2.

Детали и узлы. Обычно для предотвращения возможных возбуждений на высоких частотах входной сигнал подаётся на управляющие сетки через “антизвонные” резисторы сопротивлением 1…3 кОм. В данной конструкции в сеточной цепи отдано предпочтение применению дросселей. Сравнительное прослушивание усилителя с резисторами БЛП, а затем с дросселями ДМ2,4-20 индуктивностью 20 мкГн в сеточных цепях выявило некоторое преимущество дросселей. Подобные дроссели можно намотать и самостоятельно на ферритовых кольцах, число витков ориентировочно 10—15.

Вместо дросселя можно использовать ферритовые трубки диаметром 3 мм, которые надевают на сигнальный провод, идущий к лампе. Их можно найти на старых компьютерных платах или в импульсных блоках питания. Такая трубка может увеличивать индуктивность проводника (например, эмалированного обмоточного провода) до 10…20 мкГн.

В данной конструкции применён импортный переменный резистор R1 (спаренный). Лучше поставить сдвоенный переменный резистор ALPS RK27 стерео (Blue Velvet) японской фирмы ALPS Electric. Постоянные резисторы можно применить любые из серий С2-23, С2-29, ВС, БЛП.

Если в качестве источника сигнала для этого усилителя предполагается использовать исключительно компьютер, то в этом случае можно вообще обойтись без регулятора громкости на входе усилителя, регулируя уровень входного сигнала непосредственно с компьютера, реализовав так называемый “короткий тракт”.

Особенностью усилителя является отсутствие межкаскадных разделительных конденсаторов. Здесь же есть лишь конденсатор во входной цепи — полиэтилентерефталатный К73-17. В данной конструкции применены самодельные выходные трансформаторы (рис. 2) на броневом ленточном магнитопроводе из стали Э310, соответствующем типоразмеру ШЛ20х32, площадь сечения — 6,4 см².

Он наиболее близок к трансформатору ОСМ 1-0,063 промышленного производства. Для первичной обмотки использован обмоточный провод диаметром 0,23 мм, для вторичной — 1 мм. Для указанного на схеме режима работы сопротивление нагрузки, приведённое к первичной обмотке, немного более 4,8 кОм. Индуктивность первичной обмотки для расчётной граничной частоты fн = 40 Гц должна быть 19…20 Гн, что соответствует примерно 5000 витков.

Коэффициент трансформации n = 31 для нагрузки сопротивлением 4 Ом и n = 22 — для 8 Ом. В одном слое катушки можно уложить до 180 витков первичной обмотки и до 40 витков вторичной обмотки. Таким образом, 5040 витков первичной обмотки можно намотать в 22 слоя, а 160 витков вторичной (для нагрузки 4 Ом) — в четыре слоя. Добавив к ней ещё 69 витков, трансформатор можно использовать на нагрузку 8 Ом.

Учитывая, что добавочная обмотка предназначена для нагрузки 8 Ом, её можно намотать более тонким проводом. Для получения достаточной широкополосности усилителя обмотки выходного трансформатора должны быть оптимально секционированы. Секционирование уменьшает индуктивность рассеивания трансформатора, но чрезмерное секционирование приводит к росту межобмоточной ёмкости, а также к ограничению полосы пропускания в области высоких частот. Ёмкость можно снизить, увеличивая толщину межобмоточной изоляции, но при этом уменьшаются коэффициент заполнения и потокосцепление между обмотками.

Триод обладает малым внутренним сопротивлением; для него основной проблемой является индуктивность рассеяния, поэтому первичную обмотку триода разбивают на 4—5 (а то и более) секций, между которыми укладывают секции вторичной обмотки, которые, обычно, соединяют параллельно. Внутреннее сопротивление пентода велико, влияние индуктивности рассеяния незначительно. Основной проблемой для него является межобмоточная ёмкость, поэтому чрезмерное секционирование, наоборот, может ограничить полосу пропускания.

В отличие от усилителей на триодах, трансформаторы пентодных усилителей не подвергают значительному секционированию. Во многих пентодных усилителях середины прошлого века вторичную обмотку просто укладывали между половинками первичной обмотки. По этой же причине, если анодное напряжение выходной лампы не превышает нескольких сотен вольт, в качестве межобмоточной изоляции лучше использовать бумагу, а не лавсан, фторопласт и иные синтетические материалы.

В данной конструкции применён следующий способ укладки: вначале уложено шесть слоёв первичной обмотки по 180 витков в слое (1080 витков), затем два слоя вторичной (80 витков), потом 11 слоёв первичной обмотки (1980 витков), ещё два слоя вторичной и остальные 11 слоёв первичной обмотки. Затем домотано 69 витков для обмотки на нагрузку 8 Ом. Между собой включают последовательно не только секции первичной обмотки, но и вторичной.

При таком секционировании вторичную обмотку удобнее наматывать отрезками провода относительно небольшой длины. Кроме того, секции вторичной обмотки невозможно сделать одинаковыми, наводимые в них ЭДС всегда немного отличаются. Последовательное соединение обмоток снимает эту проблему.

Каждую следующую секцию обмотки начинают наматывать с той стороны, где закончилась предыдущая. Таким образом, первичная обмотка содержит 5040 витков, вторичная — 160 + 69 витков. Намотку производят виток к витку. Межслойная изоляция — один слой обычной бумаги (например, из тетради), межобмоточная — два-три слоя. Ленты изоляции должны быть на 5 мм шире расстояния между щёчками.

По их краям ножницами делают насечки для того, чтобы они легли между щёчками без складок. Это надёжно изолирует слои и секции друг от друга. Для уменьшения влияния подмагничивания постоянным током обмоток магнитопровод трансформатора собирают с зазором. С этой целью между его П-образными частями кладут вставки из бумаги толщиной 0,1 мм.

В зависимости от качества используемой в трансформаторе стали, окончательную толщину прокладки можно подобрать на финальном этапе налаживания усилителя по минимуму искажений и сохранению уровня сигнала на самых низких частотах, наблюдаемому на экране осциллографа.

Источник питание лампового усилителя

Питание лампового усилителя, в конечном счёте, определяет его энерговооружённость. Трансформатор питания достаточной мощности, мостовой полупроводниковый выпрямитель, дроссели в сглаживающем фильтре, конденсаторы фильтров — это всё, от чего напрямую зависит качество звука.

Самый простой вариант — применение готового унифицированного трансформатора. В данном случае оказался подходящим и был использован анодно-накальный ТАН43-220-50К. Помимо сетевой обмотки, он содержит четыре обмотки на напряжение 56 В и ток 150 мА, две обмотки на 12,6 В (ток 150 мА) и две накальные обмотки 6,3 В (1,65 А). Для получения необходимого анодного напряжения обмотки по 56В были включены последовательно (соединения обмоток показаны на схеме), а каждая накальная обмотка питает пару ламп одного канала.

Одна из оставшихся обмоток использована как источник отрицательного смещения на управляющие сетки ламп. Кроме ТАН43, также подойдут ТАН28, ТАН29, ТАН42 и любой другой сетевой трансформатор с подходящими напряжениями обмоток и габаритной мощностью не менее 60 Вт. Резисторы R6— R9, традиционно включаемые параллельно нитям накала, образуют искусственную среднюю точку, уменьшая фон переменного тока. К одной из накальных обмоток через гасящий резистор R13 подключён светодиод индикации включения усилителя.

В анодном выпрямителе применены диоды MUR4100E, также можно использовать любые “быстрые” диоды на соответствующее напряжение. Из отечественных подойдут КД226В—КД226Е. В этом случае параллельно каждому диоду полезно подключить конденсатор ёмкостью 10 нФ на номинальное напряжение не менее 400 В. В выпрямителе смещения можно использовать любые выпрямительные диоды. Стабилитрон VD16 — любой на напряжение стабилизации 5…6В, например КС156А.

Подстроечные резисторы R11, R12 — СП4-1 (СПО-0,15), подойдут очень удобные многооборотные СП5-2, СП5-3. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-23
или их аналоги. В анодном выпрямителе желательно использовать конденсаторы Jamicon или Samsung. Дроссели L3, L4 в этой конструкции установлены готовые импортные на ток 80 мА, сопротивлением 180 Ом, вместо которых можно применить дроссели от старых ламповых телевизоров, например Др5-0.08. В качестве выключателей применены спаренные микропереключатели МТД-3.

Конструкция усилителя. Ламповый усилитель своими руками собран на П-образном шасси размерами 335x150x50 мм. На верхней части шасси, прикрытой дюралюминиевой фальшпанелью, размещены трансформаторы и лампы. Сетевой трансформатор прикрыт стальным кожухом размерами 90x90x100 мм. Вокруг выходных трансформаторов, по углам, установлены стойки квадратного сечения, к которым прикреплены дюралюминиевые пластины, прикрывающие выходные трансформаторы. Получившийся короб имеет внешние размеры 90x94x240 мм.

По периметру шасси облицовано отделочным ламинированным уголком с внешними габаритами 50x174x352 мм (рис. 3). Облицовка — из дубовых или берёзовых дощечек, покрытая лаком, только прибавит изделию респектабельности. В задней части корпуса расположены клеммы для подключения проводов кабелей к АС. На лицевой части шасси установлены регулятор громкости, выключатели анодного и сетевого напряжения, индикаторный светодиод.

Лицевая часть также прикрыта дюралюминиевой фальшпанелью размерами 58×184 мм. Все металлические поверхности покрашены термопорошковым способом. Надписи нанесены методом лазерной гравировки и зачернены (рис. 4). Разводка проводов и монтаж усилителя внутри шасси показаны на рис. 5. Сборку усилителя начинают с установки ламповых панелей, сетевого и выходных трансформаторов, дросселей, плат блока питания и разводки накальных цепей, которые проведены толстыми (сечением 0,5 мм²) свитыми проводами.

Цепи накала максимально удалены от входных цепей усилителя. Все детали блока питания смонтированы на трёх печатных платах рис. 6—рис. 8. Часть мелких деталей усилителя смонтирована навесным монтажом. Некоторые детали припаяны непосредственно к выводам ламповых панелей, а основная их часть смонтирована на лепестках монтажной платы. В качестве общего провода использован лужёный медный провод, установленный на изоляционных стойках между монтажной платой и ламповыми панелями.

Шасси электрически соединено с общим проводом около входных разъёмов. Цепи от входных разъёмов к регулятору громкости и от регуляторов громкости к входу усилителя разведены экранированным проводом минимальной длины.

Учитывая уровень входного сигнала, входные цепи можно развести и обычной витой парой. В этом случае провода пары используют как сигнальный и общий.

Налаживание усилителя. Налаживание усилителя заключается в установке и выравнивании тока покоя ламп. Контроль анодного тока осуществляется с помощью милливольтметра, по падению напряжения на резисторах R3 и R4 (примерно 30 мВ). При этом желательно осуществлять контроль формы выходного сигнала по осциллографу на эквиваленте нагрузки, на низкочастотном краю полосы звуковой частоты и на частоте 1000 Гц, по максимальной линейности выходного сигнала, особенно на предельной мощности усилителя, подбирая более точно ток покоя небольшим изменением напряжения смещения подстроечными резисторами R11, R12.

Подбор ламп в пары можно осуществить непосредственно в усилителе. Для этого устанавливают все четыре лампы и на их управляющих сетках резисторами R11, R12 выставляют напряжение смещения равным -3 В и фиксируют их анодный ток. Лампы переставляют так, чтобы их токи в парах были наиболее близкими. Затем для одной пары ламп производится снятие зависимости их анодного тока, в интервале 10…50 мА с шагом 5…10 мА от напряжения смещения на их управляющей сетке. Результаты записывают в таблицы (Ia = f(Uсм)).

Полученные таблицы для всех имеющихся ламп позволят более точно подобрать лампы в пары в рабочем интервале их анодного тока. Естественно, все измерения необходимо проводить в отсутствии входного сигнала. Лампы предварительно следует прогреть не менее получаса.
После подбора ламп и окончательной установки их токов покоя можно осуществить более точно подбор толщины немагнитной прокладки в магнитопроводах выходных трансформаторов.

При этом оптимальную толщину зазора определяют по визуальному контролю формы выходного сигнала на экране осциллографа как компромисс между амплитудой выходного сигнала и его формой на низкочастотном краю полосы. Однозначных рекомендаций здесь дать невозможно, всё зависит от качества трансформаторной стали, намотки трансформатора, его формы и размеров. С большим сечением магнитопровода, как правило, можно расширить область усиливаемых низких частот.

Об измеренных параметрах усилителя. Параметры усилителя по современным меркам могут показаться скромными. Номинальная выходная мощность — 3 Вт, максимальная — 4 Вт (при входном напряжении 2В), по современным меркам совсем немного. Но это ламповые ватты! В силу плавного, мягкого ограничения амплитуды выходного сигнала в лампах, по сравнению с транзисторами, эта мощность эквивалентна десятку транзисторных ватт, по субъективному восприятию звука. Этот феномен хорошо знаком любителям лампового звука.

Для комфортного прослушивания лампового усилителя в современных квартирах с правильной АС, как правило, достаточно 1… 1,5 Вт. Полоса рабочих частот по уровню -3 дБ равна 20…20000 Гц. На рис. 9 представлен спектральный состав выходного сигнала одного из каналов, при выходной мощности 1 Вт. На рис. 10 — то же при выходной мощности 3 Вт. Гармонические искажения — THD в англоязычной аббревиатуре, точнее коэффициент гармонических искажений, THD+N — то же плюс шумы усилителя, выраженные в процентах.

Полученные значения искажений (4 %) являются неплохим результатом для лампового усилителя. Конечно, современные транзисторные усилители имеют более низкие искажения, но их формальное сравнение, без учёта спектрального состава сигнала, лишено всякого смысла.
В силу особенностей двухтактных схем современных транзисторных усилителей, в них подавлены чётные гармоники, что приводит к формальному снижению значения коэффициента гармоник. Но преобладание нечётных гармоник, особенно третьей при отсутствии второй, негативно влияет на субъективное восприятие звучания.

Эксперименты показали, что более благоприятно на слух воспринимаются фонограммы, воспроизводимые усилителями, в спектре искажений которых гармоники плавно спадают по мере их номера, но их спектр должен быть коротким. В отличие от транзисторного, такое звучание не утомляет, обогащая звучание вокала и музыкальных инструментов.

Контрольные прослушивания оркестровых фонограмм показали, что усилитель обеспечивает хорошую панораму звучания, инструменты находятся каждый на своём месте, причём их звучание локализовано не только в горизонтальной плоскости, но и в глубину, и по высоте. Отсутствует какая-либо привязка звука к громкоговорителям. Конечно, всё это справедливо только при соответствующем качестве записи. Все огрехи фонограммы сразу становятся заметными.

Громкоговорители для пентодного УМЗЧ. Не пытайтесь использовать ламповый усилитель с напольными мощными АС “Jamo” или советскими S90. Это верный путь к дискредитации ламповых усилителей небольшой мощности. Эти многополосные АС рассчитаны для работы с транзисторными усилителями выходной мощностью до 50… 100 Вт и малым выходным сопротивлением. Они малочувствительны (84…86 дБ/Вт/м) и имеют сложный частотно-зависимый импеданс. Ламповые усилители, а особенно пентодные, этого не любят.

Лучшим вариантом АС для пентодного УМЗЧ считается АС с одной широкополосной динамической головкой, имеющей характеристическую чувствительность 92…93 дБ/Вт/м. Такие головки могут быть установлены на акустической панели или в открытом корпусе. Например, головки Fostex FE206E, Fostex FE207E имеют достаточную чувствительность, и для них рекомендовано сложное акустическое оформление (как правило, с обратным рупором).

Аналогичные головки Visaton BG 20/8, BG 17/8, имеющие пониженное значение полной добротности, рассчитаны, как правило, на оформление с фазоинвертором. Кроме того, большинство таких современных динамических головок рассчитано на более высокую мощность, нежели может обеспечить описываемый УМЗЧ, поэтому их потенциал не будет полностью реализован. К таким изделиям можно отнести и широкополосные динамические головки Supravox.

Из отечественных изделий можно использовать старые динамические головки небольшой мощности. К ним относятся пользующиеся заслуженной популярностью у любителей лампового звука отечественные широкополосные головки 10ГДШ-1 (10ГД-36К), имеющие чувствительность 93 дБ/Вт/м, не требующие сложного акустического оформления. Такую головку можно установить в открытый или закрытый корпус, а также на акустической панели достаточных размеров (шириной 40…50 см и высотой 80…120 см). Если их подвес повреждён, его можно заменить новым, который можно приобрести через рекламные предложения в Интернете.

Недорогим вариантом для АС являются и динамические головки 4ГД-35, которым многие отдают предпочтение при прослушивании гитары. В качестве ВЧ-звена к ним можно использовать высокочастотные головки 2ГД-36, включённые через конденсатор ёмкостью 2…3 мкФ. На рубеже 60-70-х годов прошлого века Рижским радиозаводом имени А. С. Попова выпускались ламповые радиолы “Симфония”, “Симфония-2”, “Симфония-003”. Применявшиеся там НЧ-головки 5ГД-3 RRR и 6ГД-2 RRR (“Симфония-003”) до сих пор высоко ценятся и могут быть использованы при создании АС. Их ещё можно приобрести на интернет-аукционах.

Если ламповый усилитель предполагается использовать совместно с компьютером, а АС должна располагаться в непосредственной близости, то в этом случае громкоговорители должны иметь небольшие размеры. Лучшим бюджетным вариантом в этом случае может стать применение динамических головок ЗГД-38, устанавливаемых в отечественных телевизорах. Достать их совсем не сложно, и в правильном акустическом оформлении они переиграют многие компьютерные АС.

Если в ваши планы не входит изготовление АС, то среди прочих хорошим вариантом может быть использование полочных громкоговорителей. Требования по чувствительности остаются прежними. С ламповым УМЗЧ можно использовать акустические системы 15АС-109, 25АС-101. В этом случае я бы рекомендовал исключить встроенные в них фильтры, присоединив ВЧ-головку к НЧ-головке через разделительный бумажный конденсатор ёмкостью 2…4 мкФ.

В заключение нелишне ещё раз подчеркнуть, что ламповые усилители с выходным каскадом на пентодах или лучевых тетродах звучат лучше с широкополосными головками. Высокое выходное сопротивление пентодно-тетродных УМЗЧ в этом случае уменьшает их интермодуляционные искажения.

В области основного резонанса динамической головки необходимое демпфирование следует обеспечить повышением акустического сопротивления излучения. Для этого можно рекомендовать обёртывание корзины НЧ-головки демпфирующим материалом (плотной тканью) или изготовлением ПАС при открытом акустическом оформлении.

Несмотря на то что ламповая техника уже отошла в прошлое, такой вакуумный электронный прибор как лампа и по сей день остается одним из лучших для конструирования качественного усилителя звука. Существует множество схем ламповых усилителей, а как сделать некоторые из них своими руками с пошаговыми инструкциями и фото, рассмотрим детальнее в статье.

Плюсы и минусы усилителей на лампах

Истинные аудиофилы знают, что ламповый звук не идет ни в какое сравнение с тем, который выдают самые современные усилители на транзисторах и микросхемах. Качество такого звучания неоспоримо, поскольку только лампа способна выдать чистый, сбалансированный и натуральный звук с мягкими басами и прозрачными высокими частотами.

Основными положительными качествами усилителя являются:

• превосходное качество звука;
• красивый внешний вид;
• длительный срок службы;
• относительно простая конструкция;
• надежность устройства;
• устойчивость к температурным перегрузкам;
• отсутствие шума, который присущ усилителям на полупроводниках;
• устойчивость к кратковременным замыканиям под нагрузкой.

Но даже у такой техники есть свои минусы:

• внушительные размеры и вес в отличие от устройств на транзисторах;
• требуется время на прогрев ламп (как правило, около 5-7 минут);
• высокое выходное сопротивление, что не позволяет подключить любую акустическую систему;
• высокая потребляемая мощность и выделение тепла;
• низкий КПД около 10%.

[alert]Ламповый усилитель является далеко не идеальным, но уникальный звук перекрывает все перечисленные недостатки.[/alert]

Читайте также: Как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12 В

Как собрать ламповый усилитель своими руками

Схемы усилителей на лампах, как и конструктивное исполнение, могут быть самыми разными. Для начинающих радиолюбителей предпочтение лучше отдавать более простым вариантам.

Однотактный на 6П14П

Для сборки усилителя не требуются какие-то дорогие и эксклюзивные детали.

В представленной схеме на выходе используются две лампы, что позволяет повысить выходную мощность в 2 раза. В качестве выходной лампы можно использовать 6П14П, в предусилителе – 6Н2П.

Для сборки понадобятся:

• подходящий корпус;
• выходной и силовой трансформатор;
• элементы согласно схеме.

[alert]В качестве силового и выходного трансформатора можно задействовать детали старого лампового телевизора.[/alert]

Пошаговая инструкция:

1. Для сборки используем корпус, например, от системного блока. Располагаем в нем силовые элементы схемы, панельки для ламп.
2. Схему собираем на плате и закрепляем ее к корпусу. Вентилятор в корпусе можно оставить. Таким образом, при долговременной работе усилителя лампы перегреваться не будут.
3. Чтобы сделать щадящий режим включения ламп, собираем такую схему. В результате анодное напряжение будет подаваться с задержкой в 40 секунд.

При правильном монтаже самодельный усилитель начинает работать практически сразу, при этом нужно проверить ток в контрольных точках.

Подробнее об усилителе на 6П14П можно узнать из видео.

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=HnRh7HqN0yw[/youtube]

Классический двухтактный

Чтобы собрать усилитель с выходной мощностью около 20 Вт, можно воспользоваться предложенной схемой. Выходной каскад выполнен на 6П43П.

В качестве силового трансформатора подойдет ТС180-2 от лампового телевизора. Трансформаторы для выхода подойдут типа ТН.

В качестве основы устройства можно использовать лист дюраля размером 200*160 и толщиной 4 мм.

На нем крепятся практически все детали усилителя, а сам монтаж выполняется навесным способом. Каркас изделия можно окрасить в белый цвет, который выглядит более привлекательно, в отличие от привычного черного. По углам пластины крепятся стойки из полированного дюраля, которые служат ножками.

Силовой и выходные трансформаторы для снижения наводок закрывают жестяными экранами.

Чтобы сэкономить место, дроссель по питанию можно убрать, спаяв обычный П-фильтр. Его можно собрать на двух конденсаторах по 300 мкФ и резисторе 100 Ом 15 Вт.

Читайте также: УНЧ на транзисторах своими руками

Гитарный усилитель

Любители игры на гитаре нередко находятся в поиске качественного звука, подбирая оптимальный вариант лампового усилителя для самостоятельного изготовления.

Одну их схем для гитары можно собрать на четырех лампах.

Для конструирования нужно подготовить:

• силовой трансформатор ТПП 245-127/220-50;
• подходящий выходной трансформатор;
• лампы 6П14П или 6П43П, а также 6Н2П;
• старый корпус либо материал для его изготовления;
• соединительные провода;
• радиоэлементы по схеме;
• кусок фольгированного текстолита или гетинакса.

Пошаговая сборка:

1. Для изготовления шасси используем подходящий корпус. Если есть листы дюраля либо металла, можно изготовить его самостоятельно.
2. Плату питания выполняем на текстолите.
3. Сверлим в корпусе отверстия для панелек ламп, после чего выполняем монтаж схемы. Он может быть навесным либо на печатной плате.

[alert]Провода, по которым идет сигнал, следует делать максимально короткими.[/alert]

1. Провода накала скручиваем в тугую косичку, а общие проводники сводим в одну точку.
2. После сборки усилителя должен получиться такой вид устройства.

Для наушников

Такой усилитель можно порекомендовать для начинающих, что обусловлено простотой конструкции.

Сборка будет осуществляться по схеме с бестрансформаторным выходом на 6Н6П.

Для рассматриваемого усилителя следует использовать высокоомные наушники с сопротивлением каждого динамика по 600 Ом.

Чтобы устранить пульсации анодного напряжения в схеме, применяется дроссель на 5 Гн. Для создания шасси желательно использовать металл.

При сборке усилителя силовой трансформатор следует располагать сверху, чтобы избежать наводок на выходные цепи.

Монтаж схемы осуществляется навесным способом, что позволяет свести к минимуму количество проводов.

В качестве минусовой шины следует задействовать толстый медный провод.

Провода накала можно соединить параллельно, чтобы не подводить к каждой панельке по отдельности.

Если есть желание, схему можно дополнить индикатором уровня сигнала.

После сборки усилитель требуется настроить. Процедура сводится к регулировке подстроечных резисторов по катоду, обеспечивается минимальный коэффициент нелинейных искажений. Сигнал можно контролировать по спектроанализатору.

HI-END усилитель

Любители наивысшего качества звука также могут собрать усилитель на лампах.

Схематическое исполнение может быть разным.

Для изготовления удобно использовать корпус от старого усилителя.

При конструировании внимательно разносят все элементы коммутации.

Затем располагают лампочки непосредственно сверху корпуса, размечают места их установки, монтируют панельки, закрепляют трансформаторы.

Как и в предыдущих конструкциях, выполняют навесной монтаж максимально аккуратно.

Усилитель после сборки работает практически сразу. Если есть соответствующие навыки, можно замерить режимы, в которых работают лампы, и подобрать резисторы в катодах. Однако и без этих действий прибор будет работать на отлично. Главное, избежать ошибок в процессе монтажа.

Читайте также: Усилитель сигнала сотовой связи и интернета на даче своими руками

Обладая начальными знаниями в области радиоэлектроники, собрать ламповый усилитель своими руками по предложенным схемам сможет каждый, а в том, как сделать устройство, помогут пошаговые инструкции с фото-примерами. Сконструировать действительно качественный усилитель можно даже из доступных деталей, а его звучание будет несравнимым даже со многими современными устройствами.

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=OOSg7E-BIzE[/youtube]