Два ламповых усилителя (умзч). Однотактный ламповый по мотивам "юности" Плюсы и минусы от покупки
Прежде всего, разрешите поблагодарить радиолюбителей, приславших свои отзывы в ответ на публикации моих статей в журналах и Интернете. Подавляющее большинство удовлетворено звучанием усилителей и практически ни у кого не возникло особых трудностей при повторении описанных конструкций.
Если Вы помните, то в статье "Однотактный ламповый…, возвращаясь к напечатанному" я обещал привести описания и схемы усилителей, в выходных каскадах которых используются триоды. С удовольствием выполняю своё обещание.
Вначале несколько общих моментов, позволяющих прояснить выбор схемотехники усилителей, о которых я буду рассказывать, применяемых в них радиодеталей и т.д.
Ассортимент прямонакальных ламп, к тому же относительно доступных, ограничивается несколькими типами. Это 300B, 2А3, 6С4С, 6В4G, ГМ70. Выбор триодов косвенного накала, в основном предназначенных для стабилизаторов напряжения, тоже не очень большой. Это 6С19П, 6С41С, 6С33С, а также двойные триоды 6Н5С и 6Н13С. Несмотря на то, что есть ряд однотактных конструкций на лампах 6Н5С, 6Н13С, нужно отметить, что вольт амперные характеристики (ВАХ) этих ламп менее линейны, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) высок (достигает 10% при номинальной мощности и соотношении Ra/Ri=4), в то время, как у 6С19П, 6С41С, 6С33С он не превышает 3% при сходных условиях. Поэтому 6Н5С, 6Н13С лучше применять в двухтактных каскадах.
Каждая из перечисленных ламп имеет своё неповторимое звучание, поэтому в двух словах очень трудно охарактеризовать его. Я изложу своё восприятие, а соглашаться с ним или нет, Ваше право.
ГМ70 - широта и масштабность. На этой лампе можно создать усилитель с выходной мощностью более 20Вт!!! Напряжение на аноде лампы может доходить до 1000 вольт, ток анода - до 125ма, поэтому выходные трансформаторы должны иметь высокую электрическую прочность (примерно 3 киловольта). Звучание очень мощное и, как мне кажется, немного прямолинейное. Мелкие нюансы музыкального произведения как бы подавлены этой мощью и напором, а мне нравится более деликатное звучание. В общем - на любителя.
2А3, 6С4С - очень красивое, детальное и певучее звучание. Я бы назвал его "уютным и домашним", но вместе с тем - точным. Лампы представляют собой двуханодные конструкции с общей перемычкой и отличаются напряжением и током накала. У 6С4С нити накала внутри баллона соединены последовательно, а у 2А3 параллельно. Как Вы понимаете, это влияет на уровень фона. В случае применения 2А3 можно питать цепь накала переменным током, а вот в случае применения 6С4С - лучше постоянным.
6B4G - западный аналог 6С4С. Отличается чуть более аналитичным звучанием. Поскольку 6С4С и 6B4G имеют одинаковую цоколёвку, то можно выявить свои предпочтения путём простой замены одной лампы на другую. Кстати, Саратовский "Рефлектор" выпускает и одноанодную версию с такими же ВАХ и параметрами.
300B - считается "королевой" прямонакальных триодов. По моему мнению, лампа занимает промежуточное положение между ГМ70 с одной стороны, и 2А3, 6С4С, 6B4G с другой, сочетая (в разумной степени) достоинства этих двух типов ламп. Судите сами. Выходная мощность однотактного усилителя на лампе 300B составляет 8,0Вт, против 2,5-3,0Вт у 2А3 и 6С4С, при достаточно детальном и наполненном звучании.
К сожалению, звучание прямонакальных триодов, особенно это относится к лампе 300B, очень сильно зависит от года выпуска и производителя. Мне удалось прослушать несколько современных усилителей на этой лампе. Мягко говоря, я был удивлён и разочарован. Классическую музыку они воспроизводили без проблем, а вот современную и динамичную, невыразительно и тоскливо. Причина (с моей точки зрения) в том, что лампы 300В были включены в режиме с автоматическим смещением, а эта лампа звучит лучше всего с фиксированным. И лишь один из усилителей показал достойное звучание. Мне не разрешили снять кожух (очевидно разработчик боялся разглашения своих фирменных секретов), но, по его словам, лампы 300B были импортные, 1958 года выпуска, и смещение было фиксированным. Усилитель прекрасно справлялся с любым музыкальным материалом, обеспечивая полноценное звучание.
6С19П - из семейства триодов с косвенным накалом, самая маломощная (Pa=11Вт). Зарубежных аналогов - нет. Поэтому при применении одной такой лампы в усилителе, приходится довольствоваться тремя ваттами выходной мощности. А вот если установить две лампы, включив их параллельно, выходная мощность возрастёт до 6Вт. Звучание достаточно красивое и детальное, поэтому смело можно применять эти приборы в выходных каскадах усилителей. Естественно, в этом случае нужно подбирать лампы по парам или принимать меры по выравниванию их параметров.
6С41С - тоже триод с косвенным накалом (Pa=25Вт), имеет приблизительный зарубежный аналог EC360, причём с октальным цоколем. В Интернете на различных форумах мне приходилось встречать самые разные оценки звучания этой лампы, причём абсолютно противоположные. Не буду цитировать авторов этих высказываний, так как по моему мнению, большинство из них ничего не делали на этом триоде, поскольку ни режимов работы, ни схем включения никто не обсуждал. Мой опыт применения лампы 6С41С в выходном каскаде однотактного лампового усилителя, а также опыт А. И. Манакова, Д. Андреева, В. А. Стародубцева, позволяет сказать, что 6С41С - великолепно звучащая лампа, причём с любым типом смещения. Отличный, хорошо артикулированный бас и очень объёмная и детальная звукопередача - признаки звучания 6С41С. Кроме этого, вы удивитесь, мощность однотактного каскада на ней составляет около 7 ватт! Звучание 6С41С чем-то похоже на 300В с фиксированным смещением, причём не из самых плохих экземпляров. Но лампа 300В немного проигрывает лампе 6С41С (это не только моё мнение) в динамике. Недостатками чисто конструктивного характера, можно считать необходимость покупки специальных (не дешёвых) ламповых панелек и большой ток накала. Некоторые конструкторы так же считают недостатком большее время "вхождения в режим" (примерно 20-30 минут), по сравнению с прямонакальными лампами. Однако я не считаю этот факт недостатком, скорее особенностью, потому что любой ламповый усилитель начинает звучать лучше после 20-30 минутного прогрева. Такие очевидные достоинства, как отличное звучание, высокая выходная мощность, отсутствие проблем с фоном, присущих прямонакальным лампам, более простой выходной трансформатор (достаточно Ra=800ом) из-за низкого внутреннего сопротивления лампы (что тоже хорошо) и т.д. - с лихвой компенсируют эти недостатки.
6С33С (6П18С) - очень мощный триод косвенного накала (Pa=60Вт). Западных аналогов не имеет. Лампа уже давно применяется в усилителях, много схем опубликовано в различных изданиях и Интернете. Нужно сказать, что этот прибор лучше всего использовать в режиме с автоматическим смещением из-за временной и температурной нестабильности и склонности к саморазогреву. Звучание лампы в однотактном усилителе я бы охарактеризовал как несколько приземлённое и тяжеловесное, с отсутствием воздуха, но это лишь моё мнение, поэтому выбор я оставляю за Вами. Подчёркиваю, речь идёт об однотактном ламповом усилителе с выходным трансформатором. У А. Клячина дома я слушал усилитель на 6С33С, выполненный по схеме без выходных трансформаторов (OTL), так вот, тот усилитель звучал отлично.
Выходная мощность усилителя при применении 6С33С (6П18С) составит около 12Вт. Лампа ещё более длительное время "входит в режим", по сравнению с 6С41С.
Теперь немного поговорим о выходной мощности вообще. Для анализа я позволю себе ввести термин "комфортная мощность". Это, как правило, мощность, на которой аппарат работает длительное время, звучание его не раздражает и позволяет обеспечить наиболее выразительное исполнение всех нюансов музыкального произведения. Так вот, оказалось, что для меня в комнате площадью 18 квадратных метров, "комфортная мощность" составила около 0,5Вт на канал. Подавляющее большинство моих друзей, имеющих однотактные ламповые усилители, подтвердили этот факт. У кого-то было 0,4Вт на канал, у кого-то 0,7Вт на канал, в целом, цифры были похожи.
Чувствуете, к чему я клоню? Учитывая, что максимальная выходная мощность на канал в 2,5-3,0Вт для наших квартир более чем достаточна, а также большую дефицитность и дороговизну хороших ламп 300B, выбор пал на применение в выходном каскаде прямонакальных триодов 6С4С, 2А3 или 6B4G. Если же Вам нужен усилитель мощнее, примените триоды косвенного накала 6С19П, 6С41С.
Идём дальше. Одним из недостатков триодов принято считать большое напряжение раскачки. Рассмотрим поподробнее этот момент. Открываем нашу любимую программу SE Amp CAD и моделируем каскад на лампе 6B4. При напряжении питания около 300 вольт и токе 55ма выходная мощность при применении трансформатора с Ra=4ком составит 2,44Вт при напряжении на входе около 40 вольт. Глупо было бы не учитывать и тот факт, что выходное напряжение современных CD проигрывателей с ЦАПами дельта-сигма и операционными усилителями на аналоговых выходах составляет 2,0 вольта номинально (мой Rotel RCD-02S имеет выходное сопротивление 100ом и номинальное выходное напряжение 2,0 вольта, соответственно амплитудное - 2,8 вольта). Поэтому 40 вольт для раскачки выходного триода можно получить от простого предварительного каскада на резисторах, применив лампу с нужным Вам коэффициентом усиления. В моём случае этому условию полностью удовлетворяют лампы 6С5С, 6С2С или 6Н8С.
Они очень линейны и имеют глубокий раскрыв анодных характеристик при смещении на сетке вплоть до -24 вольт. Кроме этого данные типы ламп прекрасно подходят для работы с прямонакальными триодами взаимно компенсируя искажения друг друга.
Если же выходное напряжение вашего источника сигнала небольшое, то можно поступить следующим образом. Во-первых, можно применить лампу с большим коэффициентом усиления, например 6Н9С, 6Н2П, ЕСС83, E41CC. Во-вторых, применить разделительный трансформатор с коэффициентом 1:2. В-третьих, использовать в качестве лампы предварительного каскада пентод (тетрод). Противникам применения пентодов могу сказать, что лучшие образцы однотактных ламповых усилителей прошлого века, имели именно пентод во входном каскаде, а их звучание до сих пор считается эталонным. Чуть ниже я приведу схемы предварительных ламповых каскадов на пентоде и схему, в которой используется разделительный трансформатор.
Переходим к схеме на рис.1. Используем её как базовую, и путём применения различных ламп и изменения режимов их работы, попытаемся создать аппарат, соответствующий Вашим конкретным вкусам.
Как видите, схема очень проста, и состоит всего из двух каскадов, предварительного и оконечного. Я всегда придерживаюсь принципа минимально возможного количества каскадов усиления, так как добавление лишних элементов на пути сигнала приводит к ухудшению звучания.
Предварительный каскад усиления - резистивный. Поскольку расчёты каскада на резисторах есть практически в любой литературе и Интернете, я их не привожу. Считаю, что в нашем случае полезнее будет сказать о звучании ламп предварительного усилителя. При обсуждении схемы усилителя с А. И. Манаковым, им была предложена лампа 6С5С, как наиболее линейная, имеющая цилиндрическую конструкцию электродной системы. На втором месте - 6С2С. Если Вы откроете справочник, то увидите, что параметры этих ламп практически одинаковы, чего не скажешь о внутренней конструкции. Этим объясняется и разница в звучании. Несмотря на индивидуальные особенности (а они есть), обе лампы звучат очень хорошо. Недостатков я не заметил (один триод в баллоне я не считаю недостатком, скорее достоинством). Предлагаю Вам попробовать оба варианта и определиться, какой из них больше нравится, тем более что переделывать ничего не нужно. Если Вы не смогли найти эти лампы, применяйте двойной триод 6Н8С (обе половинки соединяем параллельно). Особенности такого включения описаны в моей прошлой статье "Однотактный ламповый…, возвращаясь к напечатанному", поэтому повторяться не буду. Можно также использовать лампу 6Н8С без соединения половинок в параллель, в этом случае одна лампа будет работать на оба канала (экономия места налицо).
Считаю необходимым сказать Вам и ещё об одном моменте. Лампа 6С2С - это не половина лампы 6Н8С (как ошибочно считают многие "специалисты" на форумах в Интернете). Справочные данные похожи, похожа и конструкция электродной системы, однако есть и различия. За счёт большей площади анода у 6С2С, крутизна характеристики у неё выше, а реальное внутреннее сопротивление ниже, чем у половинки 6Н8С. Коэффициент усиления при этом одинаковый (около 20). Траверсы крепления электродной системы 6С2С и 6Н8С одинаковы, однако в случае 6С2С они крепят один триод, а не два. Этим объясняется практически полное отсутствие микрофонного эффекта у 6С2С. Как Вы понимаете, из-за этого разница в звучании (хоть и не очень большая) будет обязательно. То же самое нужно сказать и о лампе 6С41С, которая не является половиной лампы 6С33С, как многие считают. Посмотрите внимательно на паспортные значения параметров этих ламп, а также на вольт амперные характеристики. Понятно, что разница в звучании будет существенной.
Кроме этого, Вы должны помнить и о том, что реальный динамический коэффициент усиления каскада на резисторах всегда меньше статического коэффициента усиления конкретной применяемой лампы. Чтобы не загромождать статью формулами, можно считать, что процентов на 25. Таким образом, при применении лампы 6С5С (6С2С), динамический коэффициент усиления реального каскада составит 15-16. Этот момент всегда нужно учитывать при расчёте лампового каскада на резисторах.
Можно вместо резистора в аноде входной лампы применить дроссель. По мнению некоторых радиолюбителей, каскад с дросселем звучит лучше. К сожалению, не могу с ними согласиться. Понимаю, что вкусы у всех разные, но должен высказать своё (и не только) мнение по поводу звучания таких каскадов.
Если Вы любите слушать симфоническую или джазовую музыку, то каскад с дроссельной нагрузкой не самый лучший вариант. Он звучит резко, я бы даже сказал - раздражающе. Очень сильно подчёркиваются обертоны струнных и духовых инструментов. Тростевые инструменты (саксофон и т.д.) звучат неестественно, с какими то неприятными призвуками. Если у Вас есть возможность послушать оба каскада (резистивный и дроссельный) одновременно (естественно с одним и тем же оконечным каскадом), то поставьте хорошую запись Дизи Гилеспи (труба) или Дэвида Сэнборна (саксофон). Я думаю, что разницу в звучании Вы услышите сразу.
Как Вы знаете, дроссель является индуктивностью, лампа предварительного каскада (драйверная) имеет выходную ёмкость, а лампа оконечного каскада - соответственно входную. В результате мы имеем резонансный контур, настроенный на частоту, которая определяется суммой этих ёмкостей и индуктивностью дросселя. F=1/2П умножить на корень квадратный из произведения LC. Вы должны знать, что при большой индуктивности дросселя, резонанс будет перемещаться из ультразвуковой области в звуковые частоты и, несмотря на то, что контур зашунтирован внутренним сопротивлением драйверной лампы, и значительно ослаблен, он всё равно присутствует. На частоте резонанса подъём может достигать до 10Дб.
И ещё один момент. Сопротивление дросселя растёт с ростом частоты, в результате мы получаем неравномерность усиления каскада (с ростом частоты она увеличивается). Естественно, при этом удлиняется спектральный "хвост" гармоник, что не лучшим образом сказывается на звучании.
Раз уж мы заговорили о предварительных каскадах, необходимо отметить, что есть много схем, авторы которых для организации смещения применяют батарейки или аккумуляторы. Многие считают, что электрохимические источники тока в цепях смещения предпочтительнее традиционного резистора и конденсатора, пагубно влияющих на звучание. Необходимо сказать, что батарейки или аккумуляторы могут стоять как в цепи сетки, так и в цепи катода.
Мною были опробованы семь типов аккумуляторов и три типа батареек различных производителей, имеющихся в магазинах. Из ламп были опробованы следующие: 6Н1П, 6Н2П, 6С2С, 6С5С, 6Н8С, 6Н9С, 6С4П, 6Э5П. Аккумуляторы в катодных цепях предпочтительнее, так как нет необходимости в подзарядке (они заряжаются током лампы). Единственное, чтобы не было перезаряда, нужно выбирать их ёмкость не менее 20*I лампы. В моём случае я выбирал ёмкость аккумуляторов в пределах 700-1000ма/ч.
Первое впечатление было очень хорошим, однако по мере прослушивания обнаружился небольшой недостаток. По моему мнению, звучание приобретало некоторую "жёсткость" (в не зависимости от типа электрохимического источника тока), которой не было при применении резистора и конденсатора. Лучшие результаты были получены при применении NiCd аккумуляторов, причём стоящих в цепи катода, а не сетки.
Нужно, конечно, сказать и о том, что электролитические конденсаторы в катодах я применяю Black Gate Rubicon. Возможно, каскад с аккумулятором или батарейкой звучит лучше традиционного, особенно в случае применения китайских конденсаторов и резисторов плохого качества, снятых с компьютерных плат и блоков питания. У меня таких радиоэлементов нет, поэтому предлагаю Вам самим послушать оба варианта и выбрать тот, который больше понравится.
Далее сигнал через разделительный конденсатор поступает на вход оконечного каскада, выполненного на прямонакальном триоде 6С4С. Про типы разделительных конденсаторов я писал много раз, поэтому сейчас скажу только об одном нюансе. При применении во входном каскаде ламп с небольшим коэффициентом усиления, в качестве разделительного лучше всего применять конденсаторы типа ФТ-3, К-77, К-78, а вот если в качестве драйвера применить тетрод или пентод, то бумагу в масле Jensen, К40У-9, К42У-2 и т.д.
Оконечный каскад особенностей не имеет. Лампа включена в режиме с автоматическим смещением. В прошлых статьях я описывал достоинства и недостатки фиксированного и автоматического типов смещения, поэтому повторять всё заново не имеет смысла. Выбирайте сами. Скажу лишь, что при применении электролитов Black Gate (на схеме С6 и С9), разницы в звучании практически нет, а вот недостатков, присущих фиксированному смещению, гораздо меньше.
Чтобы проблем с фоном при применении 6С4С не возникло, я запитал накал постоянным током. В случае применения диодов КД226 напряжение накала под нагрузкой составляет 6 вольт. Если Вы применяете другие диоды (обязательно "быстрые"), может появиться необходимость в корректировке напряжения накала при помощи дополнительного резистора 0,3-0,5ом. И ещё один момент. У прямонакального триода катод и накал - одно и то же, поэтому соединительные провода цепей накала должны быть высокого качества (в отличие от ламп с косвенным накалом). Если Вы применяете лампу 2А3, то её накал можно запитать "переменкой", уровень фона у неё изначально ниже (повторюсь, из-за параллельного включения нитей накала у обоих триодов внутри баллона).
Нужно сказать и о том, почему я применил трансформатор с Ra=4ком. Дело в том, что многие в своих конструкциях уже применили трансформатор фирмы "Аудиоинструмент" TW6SE, а он имеет Ra=4ком. Чтобы не тратить лишних денег на покупку нового трансформатора, используйте тот, что уже есть. Конечно, лучше применить трансформатор, габаритная мощность которого 100Вт, например TW10SE, низкие частоты в этом случае будут воспроизводиться ещё лучше, но и с TW6SE вы не будете разочарованы, поскольку габаритная мощность выходного трансформатора выбирается в пределах 20*Pвых или больше.
Вообще, максимальная выходная мощность достигается при условии Ra=2Ri, где Ra - сопротивление первичной обмотки выходного трансформатора по переменному току, а Ri - внутреннее сопротивление лампы. К сожалению, в этом случае слишком велики нелинейные искажения (около 6%). Поэтому сопротивление первичной обмотки трансформатора Ra выбирают в пределах 3-5Ri (иногда до 7Ri), как компромисс между величиной нелинейных искажений и выходной мощностью. Но нужно учесть, что мощность каскада снижается линейно, а коэффициент нелинейных искажений (КНИ) по экспоненте, со всеми вытекающими последствиями, поэтому существует понятие разумной достаточности. Кроме того, чрезмерное увеличение анодной нагрузки снижает динамику каскада. В нашем случае при применении 6С4С или 2А3, с внутренним сопротивлением Ri=800ом, это условие выполняется.
Для иллюстрации вышесказанного привожу данные выходной мощности усилителя и коэффициента второй и третьей гармоники при различных значениях Ra (при 40 вольтах переменного напряжения на входе лампы, токе анода 60ма и 250 вольтах напряжения на аноде). Эти значения тока и напряжения я привёл в качестве примера совсем не случайно. В учебниках Цыкина и Войшвилло именно такие режимы рекомендуются для достижения наилучшего качества звучания.
Ra=4,0ком, Pвых=2,22Вт, 2-я гармоника 3,1%, 3-я гармоника 0,2% Ra=3,5ком, Pвых=2,4Вт, 2-я гармоника 3,4%, 3-я гармоника 0,1% Ra=3,0ком, Pвых=2,54Вт, 2-я гармоника 3,8%, 3-я гармоника 0% Ra=2,5ком, Pвых=2,7Вт, 2-я гармоника 4,4%, 3-я гармоника 0,1% Ra=2,0ком, Рвых=2,9Вт, 2я гармоника 5,3%, 3я гармоника 0,3% Надеюсь, комментарии излишни.
Ток покоя, как всегда, контролируем по падению напряжения на катодных резисторах. Если Вы примените детали, указанные на схеме, то он составит 55-60ма для лампы 6С4С и 5-6ма для лампы 6С5С.
Теперь переходим к случаям, когда входное напряжение усилителя меньше двух вольт или когда в выходном каскаде применяется лампа, требующая большого напряжения раскачки (например, 6С33С). На Рис.2 приведена схема предварительного усилителя на тетроде 6Э5П в триодном включении, а на Рис.3 в штатном тетродном включении.
Вы можете спросить, почему 6Э5П? Дело в том, что экспериментируя с различными пентодами (6Ж4, 6Ж52П и т.д.), мне не удавалось получить звучание, которое полностью меня бы удовлетворило. В некоторых случаях пропадала прозрачность, в некоторых появлялась сухость и т.д. и т.п. И только 6Э5П обеспечила необходимое качество звукопередачи. Общее впечатление - звучание очень похожее на триодное, только чуть ярче. Глубокий хорошо артикулированный бас, прозрачный верх и очень детальная середина - признаки звучания 6Э5П. Моя оценка - отлично! В любом случае, выбирать и слушать Вам, а я приведу параметры лампы в триодном и штатном включении.
Триодное включение: Ri=1,2ком; S=30ма/в; Кус=30-35. Тетродное включение: Ri=8ком; S=30ма/в; Кус=200. Ну как, впечатляет? Естественно, имея такие параметры, лампа свободно сможет "раскачать" любой триод, будь то 300В, 6С41С, 6С33С, ГМ70 и т.д.
Необходимо отметить, что широкополосные тетроды 6Э5П, 6Э6П с малым внутренним сопротивлением были "oткрыты" для аудио применения А. И. Манаковым. Они успешно применяются многими конструкторами в драйверах (триодный и тетродный режим) и в качестве выходных ламп. На этих же лампах в конце 2003 года А.И. Манаковым был разработан и резистивный ультралинейный каскад, тоже имеющий очень хорошее звучание.
Теперь рассмотрим вариант схемы с применением межкаскадного трансформатора. Достоинствами такого включения принято считать:
- максимально возможное усиление
- возможность согласования с любой нагрузкой
- высокий КПД
- меньшее напряжение питания каскада
- более динамичное звучание.
Однако не всё так гладко. Недостатками схемы являются:
- большие габариты и масса
- необходимость экранировки
- высокая цена
- высокая цена
Если эти проблемы Вас не пугают, то на Рис.4 приведена схема предварительного каскада с применением межкаскадного трансформатора, имеющего коэффициент передачи 1:2. Особенности таких каскадов многократно описаны в различных источниках, поэтому подробно рассматривать их я не считаю нужным.
Статья была бы не полной, если не привести схему усилителя, в выходном каскаде которого работает триод косвенного накала. Я выбрал 6С41С, поскольку схем с использованием этой лампы очень мало, в отличие от 6С33С.
Настоятельно рекомендую Вам попробовать эту конструкцию. Вы будете просто удивлены звучанием. По сравнению с усилителем на 6С4С или 300В, я бы охарактеризовал его как более универсальное. Усилитель одинаково хорошо и естественно воспроизводит как классическую музыку, так и современную, с большим количеством импульсных составляющих.
Схема с использованием лампы 6Э5П во входном каскаде приведена на Рис. 5. Как всегда, она достаточно проста и хорошо повторяема, поэтому у Вас не должно возникнуть проблем при изготовлении этого варианта. Вы можете попробовать разные лампы во входном каскаде, и выбрать вариант, наиболее благозвучный для Вас. Лампа 6Э5П включена триодом, поэтому чувствительность усилителя будет 1,8-2 вольта. Если этого недостаточно, примените схему на Рис.3 или Рис.4. Чувствительность усилителя в этих случаях будет 0,35-0,4В и 0,8-1,0В соответственно.
Немного скажу о выборе режимов лампы 6С41С. Напряжение анод катод составляет 165-175 вольт, при токе через лампу около 93-95ма. Это означает, что мощность рассеивания составит около 16 Вт, что в полтора раза меньше паспортного значения (то есть лампа работает в облегчённом режиме).
Смещение -70 вольт. Если Вы также посмотрите на вольт амперные характеристики, то увидите, что рабочая точка лампы находится на линейном участке. Суммарный потребляемый ток одного канала усилителя составляет около 110ма. Таким образом, если Вы делаете стерео усилитель, то в его блоке питания будет достаточно применить один кенотрон 5Ц3С (5U4G). Номинальный выпрямленный ток этого кенотрона составляет 220-230ма (справочное значение). Если же Вы решите увеличить ток (что вполне допустимо), то в блоке питания усилителя необходимо будет применить два, параллельно включённых кенотрона, или изготовить усилитель в виде двух моноблоков. Естественно, первичная обмотка выходного трансформатора тоже должна быть рассчитана на этот ток.
На форумах в Интернете я как-то видел обсуждение источника питания усилителя с применением телевизионных демпферных диодов, например 6Д22С. Должен Вас предупредить, что при использовании этих ламп звучание усилителя теряет объёмность и детальность, пропадает глубина сцены, такое впечатление, что музыканты находятся на одной линии. Мне такое звучание не подходит, но Вы сами вправе решить этот вопрос. Если нет желания делать блок питания на кенотронах, целесообразнее применить "быстрые" полупроводниковые диоды - "фасты" и "ультрафасты", рассчитанные на соответствующий ток и напряжение, шунтируя каждый из них конденсаторами К78-2 ёмкостью 0,01-0,022Мкф, для устранения коммутационных помех при переключении.
Схема блока питания аналогична схеме, приведенной на Рис.1. Поскольку накал лампы 6С41С питается переменным током, диоды Д1-Д8, а так же конденсаторы фильтра С12-С15, нужно исключить. Помните и о том, что ток накала одной лампы составляет 2,7 ампера, поэтому накальные обмотки силового трансформатора должны быть рассчитаны на него.
Катодный резистор лампы 6С41С сильно греется, поэтому его мощность рассеивания должна быть не менее 15-20Вт.
Выходной трансформатор, применённый в данной схеме, изготовлен "Аудиоинструментом" и имеет следующие параметры: Ra=1ком; Ктр=12,5; Pгаб=100Вт; I=150ма. Сопротивление первичной обмотки постоянному току - около 150ом.
Ещё лучшее качество звучания было получено при применении выходных трансформаторов, намотанных на сердечниках ОСМ-0,16, изготовленных по моей просьбе Дмитрием Андреевым, за что ему отдельное спасибо. Параметры этих трансформаторов следующие: Ra=1ком; Ктр=10,05; Pгаб=160Вт; I=200ма. Сопротивление первичной обмотки постоянному току - около 50ом. В обоих случаях смещение составило -70 вольт, а мощность рассеивания лампы 6С41С во втором случае увеличилась всего на 1Вт. Звучание приобрело ещё больший объём и детальность, расширилась полоса воспроизводимых частот (вплоть до 70kHz) и увеличилась глубина сцены.
Монтаж всех усилителей, о которых я рассказал, выполнен навесным способом, с использованием медного многожильного кабеля Kimber серии TC. Мне нравится нейтральный характер звучания этого соединителя, а также невосприимчивость его изоляции из тефлона к нагреву. Стоимость - около 30$ за метр. Но, приобретая 1 метр этого кабеля, фактически вы получаете 8 проводов по 1 метру (4 синих и 4 чёрных). Согласитесь, что 4$ за метр хорошего провода, не так уж много.
Разводка "земли" выполнена "звездой", в прошлой статье я подробно описывал этот способ. Фон переменного тока слышен только в том случае, если поднести ухо вплотную к акустической системе. Если это не так, нужно повозиться с взаимным расположением радиоэлементов. В моём случае дроссели блока питания находятся в подвале шасси, а силовой и выходные трансформаторы сверху.
Ну вот, вроде и всё. В заключении, я хотел бы поблагодарить моего друга А.И. Манакова E-mail: detector(dog)surguttel.ru за постоянные консультации и помощь в редактировании этой статьи (все схемы были лично опробованы Анатолием Иосифовичем задолго до меня), а также за присланные им лампы 6Э5П и 6С41С.
Должен сказать Вам также и о том, что особенности восприятия музыки очень индивидуальны, поэтому не стоит зацикливаться на каких-то отдельно взятых схемах или лампах. Не только прямонакальные триоды обеспечивают высококачественное звучание. И пентоды, и триоды косвенного накала при грамотном построении схемы, правильном выборе рабочей точки и режимов, ничуть не хуже. Поэтому учитесь, пробуйте, слушайте, экспериментируйте. Нельзя забывать о теории электровакуумных приборов и построения усилителей на них, чтобы не было пустых "наитий" и "откровений свыше". Только в этом случае Вы сможете создать аппарат, который будет полностью соответствовать Вашим музыкальным вкусам.
Полностью завершил работу над постройкой лампового усилителя собственной конструкции.
Однотактник без ООС с прямонакальными триодами 2А3 в выходном каскаде.
Мощность усилителя 2.5 Ватт/канал.
Это мой первый проект, как сейчас принято выражаться, реализованный от начала до конца:
начиная от расчета рабочих режимов и выбора схемы подключения ламп до организации "подкапотного" пространства, подбора типов деталей и непосредственно монтажа и пайки
Предыстория
Началось всё с того, что я решил изменить подключение EL84 в своем ламповом конструкторе STA45 на псевдотриодное. Для такого включения требовалась другая нагрузка и я стал выбирать выходной трансформатор на 3.5K. Свой выбор остановил на Daburu DA-35X, несмотря на свое тайваньское происхождение трансформатор намотан на качественном double c-core "железе" Z11. Это специальная кремнистая сталь (Silicon Grain-oriented Steel), предназначенная для изготовления трансформаторных сердечников тольщиной 0.35mm, изготавливаемая японской Nippon Steel Corp. Такая сталь по заверениям производителей имеет большее удельное сопротивление, что положительно влияет на свойства стали, используемой для изготовления сердечников (уменьшает возникновение вихревых токов и тд. и тп.). Впрочем, уважаемое сообщество это всё и так знает.Сказано сделано. Трансформаторы прибыли (7кг, а не 3 за пару как указано на сайте продавца) и тут пришлось констатироваить крайне неутешительный факт: размер трансформаторов слишком велик, чтобы их разместить на небольшом стальном шасси моего STA45. Именно наличие больших и качественных трансформаторов подтолкнуло меня к мысли не переделывать маленький пентодный усилитель, а построить новый усилитель на настоящем триоде в выходном каскаде.
Выбор ламп и схема
При выборе лампы для выходного каскада я предъявлял немного требований: линейная, способная работать на небольшом анодном напряжении (до 350V) и обязательно прямонакальная лампа. 300B я исключил из списка сразу из-за ее высокой стоимости. По моему скромному мнению лампа это расходник, а не средство инвестирования в старость.После недолгого исследования я довольно скоро пришел к решению, что самым подходящим триодом для моей конструкции будет 2A3. Небольшой микрофонный эффект (большой враг прямонакальных триодов), приличная линейность и возможность получить мощность порядка 3.5 Ватт на канал все это говорило "за" при выборе лампы для выходного каскада. Нестандартное напряжение накала 2.5V меня не пугало, так как я решил изначально заказать универсальный силовой трансформатор Hammond с несколькими вторичными обмотками, предназначенных для накала напряжениями 6.3V, 2.5V и 5V. Вопрос выбора смещения для меня не стоял, выбрав автосмещение с мощным резистором в катоде я перешел к самому главному выбору рабочей точке и режиму работы выходного каскада.
Испробовал несколько режимов, в том числе интересный по звуку 272V анод-катод и 51V смешения (выпуклый и динамичный звук), но из-за граничного значения рассеяния на аноде более 15 Ватт я остановился на щадящем режиме 224V анод-катод и 40V смещения . В этом режиме на аноде рассеивается около 11W и на выходе дает около 2.5W на канал, чего вполне достаточно для озвучивания комнаты в 17 кв.м.Теплое сбалансированное, я бы даже сказал деликатное звучание что еще нужно от триодного маломощного усилителя.
При выборе лампы для драйвера ничего не оставалось как последовать традициям классического лампостроения и выбрать малоточный триод с высоким коэффициентом усиления, например 6SN7 или 6SL7. Поначалу я не хотел изобретать чего-то особого и решил взять в качестве драйвера схему J.C.Morrison`а из его «Fi Primer» . Это два каскада на половинках триода 6SN7 с непосредственной связью, казалось бы оптимальное решение одним конденсатором меньше, но отмакетировав я получил высокий уровень искажений. Надо отметить, что еще до сборки я пересчитал режимы каскадов и у меня не получились те значения, что предлагает J.C.Morrison в своем примере, но тем не менее я решил попробовать. Уже позже на англоязычных форумах я нашел рапорты об ошибке в этой схеме, известной также как Sun Audio SV-2A3.
В итоге я решил переделать драйверный каскад, превратив его в SRPP каскад на половинках триода 6SL7 (известной в нашей стране больше как 6H9C). Поизучав варианты различных подключений я выбрал SRPP с подкючением нагрузки на верхний вывод катодного резистора верхнего триода (по схеме нижняя точка R5). Именно в этом подключении каскад работает как настоящий push-pull усилитель. Изюминкой каскада является на первый взгляд лишний резиcтор R6. Его назначение выравнить токи, проходящие через верхнюю и нижнюю половинку триода. Формулу для расчета его величины я взял на сайте журнала TubeCad.
Именно такая реализация SRPP позволяет получить на выходе каскада максимальное усиление сигнала с наименьшим коэффициентом нелинейных искажений, именно такое включение позволяет получить драйверный каскад с небольшим значением выходного сопротивления.
Далее следует сказать несколько слов о блоке питания.
Блок питания
В разработке блока питания я использовал консервативный подход.Выпрямитель на основе кенотрона 5U4G и сглаживающий П-фильтр (с емкостью на входе). Так как сигнал проходит и через цепи фильтра тоже я попытался избавиться здесь от электролитов. Первый после дросселя бумаго-масляный конденсатор 2.2 микрофарады. Качество этого конденсатора очень влияет на звук и поэтому я иcпользовал здесь "медный" Jensen. Два других конденсатора (по отдельной емкости на каждый каскад) пленочный Ansar 100 uF и большой 220 uF Elna Cerafine, который только формально электролитический так точны и линейны его свойства. Недаром Хирояши Кондо применял эти конденсаторы, наряду с Black Gate WKZ, в блоках питания своих конструкций.
Конструкция
Для размещенения узлов усилителя я выбрал просторное шасси.Все индукторы (дроссель, силовой и выходные трансформаторы) и лампы располагаются сверху, на верхней крышке. Так как крышка изготовлена из стали, а у меня не много опыта в её обработке, сверление отверстий под ламповые панельки я доверил производителю шасси, благо такая опция была возможна. О чем, в последствии, ни разу не пожалел.
Все остальные детали я расположил с обратной стороны крышки, используя навесной монтаж. Я использовал принцип "от точки к точки", в этом мне помогли лепестковые бакелитовые панельки.
При выборе вариантов компоновки и размещения каскадов я поступился эстетическими принципами в пользу прагматических разместив входной каскад сзади, а выходной спереди (обычно делают наоборот). Такое размещение позволило мне использовать короткие провода от входных разъемов к потенциометру который размещается рядом с входным каскадом, применив при этом неэкранированную моножилу Kimber. Ручку потенциометра я удлинил штангой так, чтобы регулятор громкости расположить традиционно на лицевой панели усилителя. Блок питания и выходные трансформаторы расположены как можно дальше друг от друга. Все цепи переменного и постоянного токов старался разнести друг от друга, а в случае их пересечения разместить под углом 90 градусов. Накальные цепи сделаны естественно витым проводом.
Заземление
Как известно организация "земли" самая трудоемкая задача при конструировании усилителя звуковой частоты. Пересмотрев немало решений и ознакомившись с опытом многочисленных разработчиков я решил применить метод земляной шины.В качестве шины я использовал медный проводник без изоляции сечением 2мм.
Этого вполне достаточно. При диаметере большего сечения возникнут проблемы с пайкой, так как прогреть (без перегрева) такой проводник будет уже сложно.
Шина проходит через весь усилитель от блока питания до входных разъемов, где присоединена к шасси (в одной точке). "Земли" каждого из каскадов собраны преимущественно в мини-звезды и уже потом подсоединены к шине.
Таких точек три:
Отдельные благодарности участникам этого сообщества, а именно.
Ламповые усилители
В статье предлагаются два варианта ламповых усилителей мощности звуковой частоты. Особенность представленных конструкций - гальваническая связь между каскадами. Авторы предприняли попытку найти оптимальное сочетание простоты, качества и повторяемости УМЗЧ с однотактным выходным каскадом мощностью до 8 Вт на канал.Зачастую при оценке звуковоспроизводящей системы слушатель сознательно или безотчётно ориентируется на субъективные ощущения, определяющие качество звучания. При этом используются такие характеристики, как естественность, "прозрачность", "мягкость" звучания, "быстрота" (отчётливость) баса, детализация воспроизводимой композиции и пр. Разумеется, что с определённой долей условности эти характеристики можно связать с объективными параметрами этой системы - амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), коэффициентами гармонических и интермодуляционных искажений, уровнем шума и фона, коэффициентом демпфирования АС и др. Каждый из предлагаемых здесь ламповых УМЗЧ, с нашей точки зрения, можно рассматривать как сочетание приемлемого качества звучания, неплохих технических параметров и сравнительной простоты схемного решения.
Первый усилитель - однотактный, на лампе Г-807 (на рис. 1 схема одного из каналов стереофонического усилителя). Он представляет собой модернизацию усилителя "Profundo". Здесь применён дополнительно катодный повторитель, собранный на триодной части комбинированной радиолампы VL1 (6Ф1П). Такое включение позволяет согласовать работу входного и выходного каскадов с целью исключить спад АЧХ в области ВЧ и уменьшить нелинейные искажения преимущественно в области НЧ, возникающих в такой схеме при непосредственном соединении анода пентода и управляющей сетки Г-807.
Как и в первом варианте "Profundo", все каскады усилителя охвачены цепью следующих друг за другом местных обратных связей. Местная положительная обратная связь (ПОС) необходима не только для исключения оксидного конденсатора из цепи катода VL1.1, но и для улучшения воспроизведения низких частот ("быстрый" бас). В её цепи образован делитель напряжения R7R5, к которому подключена экранная сетка тетрода. Конденсатор С1 не обязателен, но может служить для устранения возможных шумов при перемещении движка резистора R1. Выходной каскад собран по ультралинейной схеме, снижающей его нелинейные искажения и выходное сопротивление.
Блок питания лампового УМЗЧ
В блоке питания УМЗЧ I использован унифицированный трансформатор ТС-180 (от старых телевизоров). Выпрямитель выполнен на полупроводниковых диодах VD1, VD2 по симметричной схеме удвоения напряжения. Малая глубина общей обратной связи не обеспечивает существенного подавления фона от пульсаций анодного напряжения, поэтому в блоке питания применены П-образные фильтры с дросселями.Налаживание УМЗЧ проводят либо по методике, описанной в статье [ 1 ], либо (при отсутствии приборов) подстройкой резистором R4 до достижения максимального неискажённого на слух сигнала. Ток покоя анода лампы Г-807, равный 70 мА, можно корректировать подбором резистора R8. Смещение на управляющей сетке выходной лампы относительно катода - около -20 В.
Этот УМЗЧ позволяет применить выходной трансформатор с относительно небольшим магнитопроводом без потерь низших частот. В качестве ВА1 может быть использована широкополосная высокочувствительная (90... 100 дБ/Вт/м) динамическая головка.
На рис. 2 представлена схема однотактного УМЗЧ II на триодах 6С41С в выходном каскаде (один из двух каналов стереоусилителя). Усиление первого каскада осуществляется тетродом VL1 (6Э5П), с анода которого сигнал поступает на сетку выходной лампы VL2 (6С41С). Сигнал с середины вторичной обмотки выходного трансформатора Т1 через конденсатор С2 поступает на экранную сетку VL1, образуя петлю ПОС. Она дополнительно увеличивает усиление НЧ сигнала с помощью контура LC2 (где L - индуктивность половины вторичной обмотки трансформатора Т1), т. е. выполняет корректирующую функцию в области низших частот звукового диапазона. При этом резонансная частота контура может быть оценена как fрез= 1/(2π√LC2). ООС образована резистором R6 на экранную сетку VL1. ООС уменьшает нелинейные искажения и предотвращает самовозбуждение усилителя на низких частотах.
В блоке питания этого усилителя для выходного каскада применён выпрямитель на полупроводниковых диодах(по мостовой схеме), а для первого каскада (на тетроде VL1) используется однополупериодный выпрямитель на диодах VD5, VD6 с конденсаторами СЗ, С5. В качестве сетевого трансформатора в блоке питания для обоих УМЗЧ можно применить с достаточным запасом по мощности трансформатор ТС-180 (или его модификации, например, ТС-180-2), соответствующим образом соединив вторичные обмотки для получения необходимого переменного напряжения (63+63+42 В).
Налаживание усилителя производят установкой для VL2 тока покоя 10 = 120 мА подбором резистора R3. При этом напряжение смещения на сетке выходной лампы относительно катода должно быть около -75 В.
Магнитопроводы сетевого и выходных трансформаторов следует размещать в корпусе взаимно перпендикулярно для минимизации магнитной связи через поле рассеяния.
Параметры всех УМЗЧ приведены в табл. 1. Они измерены с помощью осциллографа С-107, милливольтметра B3-38, генератора ГЗ-118 и режекторного фильтра, входящего в его комплект.
На рис. 3 приведены АЧХ двух предлагаемых усилителей. Для УМЗЧ I АЧХ измерена при его номинальной мощности Рном = 5 Вт (здесь и далее - на частоте f = 1 кГц), для УМЗЧ II - при мощности Рном= 6 Вт.
В табл. 2 приведены параметры выходных трансформаторов для ламп, используемых в УМЗЧ I и II.
Для продления срока службы радиоламп желательно установить выключатель (тумблер), через который подают напряжение на аноды ламп примерно через 20 с после включения их накала.
Дроссели L1 и L2 на рис. 1 и рис. 2. могут быть заменены унифицированными Д31-5-0.14. Если их нет в наличии, можно использовать дроссели Др-1,2-0,16 и им подобные, однако при этом в УМЗЧ II следует увеличить ёмкость конденсаторов С4, С6 и С7 до 300 мкФ.
В обеих конструкциях УМЗЧ применены переменные резисторы R1 с кривой регулирования типа В. Остальные резисторы - МЛТ или импортные. Мощный резистор R8 (2,4 кОм) на схеме рис. 1 - например, ПЭВ-10 или импортный большей мощности. Допуск разброса номиналов резисторов - ±10%. Подстроечный резистор - СП-2-2-0,5, СП-3-9 и т. п., желательно со стопором оси.
Оксидные конденсаторы - например, К50-12, К50-17, К50-31 и аналогичные (или импортные). Конденсатор на входе УМЗЧ можно выбрать из плёночных (например, серии К73-9) или бумажных (серии К40У-9), хотя его влияние на звук менее ощутимо, чем межкаскадного (в обоих усилителях связь между каскадами непосредственная, без конденсаторов).
При сборке и отладке усилителей следует соблюдать предельную внимательность и осторожность (высокое напряжение). Вопросы устранения фона переменного тока хорошо изложены в . Добавим, что шасси УМЗЧ можно изготовить из алюминия или стали толщиной соответственно 1,5 и 0,5...0,8 мм. Входные разъёмы RCA ("тюльпаны"), выходные клеммы - с резьбой. Подстроечный резистор в цепи катода желательно расположить как можно ближе к входной лампе. Его корпус соединяют с общим проводом или экранируют. Провода накальных цепей скручивают между собой.
Психоакустические характеристики каждого из описываемых УМЗЧ имеют свои особенности. На наш взгляд, первому УМЗЧ свойственны детальность и прозрачность звуковой палитры, второму - сочетание мягкости басового регистра с чёткостью высокочастотных компонентов звучания. Общая характерная черта обеих конструкций - "теплота" звучания, как принято говорить о звуке с ламповыми усилителями.
Желаем успеха!
С. АХМАТОВ, Д. САННИКОВ, г. Ульяновск
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахматов С., Санников Д. "Profundo" - ламповый усилитель звуковой частоты. - Радио, 2012, № 5, с. 16, 17.
2. Адаменко М. В. Секреты ламповых усилителей низкой частоты. - М: NT Press. 2007.
3. Симулкин С. Секреты ламповой High-End технологии. - Радиохобби, 1999. №4, с.49-52.
Однотактный усилитель на триоде 6С19П
Как-то мы подумали, а что, если применить для построения усилителя лампы самой простой конструкции - триоды? Даст ли отсутствие лишних сеток какой-либо выигрыш в звуке? Найти триоды, мощность которых была бы достаточной для использования в выходном каскаде, нам не удалось, но однажды подвернулись лампы 6С19П - самые настоящие триоды, да ещё и довольно мощные. Правда, изначальное их предназначение далеко от звука (стабилизаторы напряжения), но решили взять, для тестирования на предмет пригодности в нашем с вами деле.
Оказалось, что данные триоды вполне себе звучат, и звучат хорошо! Звук их описывают, как ничем не окрашенный, чистый и прозрачный.
К сожалению, до построения рабочей конструкции дело так и не дошло, потому что эти лампы требуют могучих трансформаторов. Но всё это решаемо.
А пока предлагаем ознакомиться с конструкцией, описанной В. Пузановым. Ознакомиться можно по адресу:
Мощность усилителя составляет 2,5Вт. Лампа 6С19П имеет достаточно линейную для применения в аудио характеристику, а мощность рассеивания анода - аж целых 11 Вт. Анодное напряжение невелико, поэтому не требуются сильно высоковольтные конденсаторы в питании. Лампа имеет низкое внутреннее сопротивление.
Схема усилителя имеет два варианта. Точнее, два варианта каскада предварительного усиления. Первый выполнен на триоде 6С4П с Ку=35 с высокой крутизной, малыми шумами и малым внутренним сопротивлением. Микрофонного эффекта у этой лампы не наблюдается.
Второй вариант выполнен на пентоде. Да, это уже не триод, и усилитель уже перестаёт быть полностью триодным. Но это позволяет отказаться от электролитического конденсатора в катоде. Драйвер имеет Ку=40-45. Усиление можно сделать ещё больше, увеличив сопротивление анодного резистора (не более 100 кОм) и пересчитав режимы.
Максимальная мощность выходного каскада получится при условии Ra=2Ri, где Ra - приведённое сопротивление первички выходного трансформатора, а Ri - внутреннее сопротивление лампы. Однако, и нелинейные искажения также будут велики. Поэтому разумно выбирать Ra=3...5Ri, чтобы получить компромисс между мощностью и качеством. В данной схеме выбран трансформатор с приведённым сопротивлением 2,4 кОм.
Величина фильтрующего конденсатора в питании - расчётная. Да, она достаточно велика, и при повторении конструкции, вероятно, придётся её уменьшить. Следует помнить, что чем выше это значение, тем более ёмкими будут "низы" при воспроизведении, если, конечно, акустика способна их воспроизводить.
На входе автор применил достаточно низкоомный переменный резистор, сопротивление которого является подходящим к выходному сопротивления имеющегося у него источника звука. Возможно, при повторении потребуется "поиграть" с этим номиналом и добавить страховочный резистор со среднего контакта на землю.
Ламповые усилители с однотактным выходным каскадом пользуются заслуженным признанием у любителей высококачественного звуковоспроизведения. Однако у желающих самостоятельно собрать такое устройство возникают трудности. Обычно используемые западными фирмами выходные триоды малодоступны. Попытки использовать отечественные триоды 6С41С и 6С19П не дали удовлетворительного результата. Желаемое звучание получить не удалось в основном из-за большого коэффициента гармоник указанных ламп в однотактном включении. Как показывает практика, вместо триодов с успехом могут применяться некоторые лучевые тетроды в триодном включении. В описываемом стереофоническом УМЗЧ в выходном каскаде автор применил лампы ГМИ-6, но допустимо использовать более распространенные ГУ-29. У этих ламп совпадает цоколевка. Звучание с лампами ГУ-29, возможно, кому-то даже больше понравится. Основные параметры УМЗЧ на нагрузке с номинальным сопротивлением 8 Ом для сигнала частотой 1000 Гц приведены ниже (в скобках - параметры для ГУ-29). Использованы измеритель искажений ИНИ С6-7, самодельный звуковой генератор с Кг менее 0,06 % и осциллограф С1-91.
Технические характеристики: максимальная выходная мощность - 10(10,8) Вт, номинальная выходная мощность - 4,5 Вт, коэффициент гармоник при номинальной мощности 1,7 (2,2) %, полоса частот при номинальной мощности (по уровню -1 дБ) - 23...46000 Гц, отношение сигнал/фон (невзвешенное) - 72 дБ, скорость нарастания выходного напряжения (Рвых = 4,5 Вт) - 2,5 В/мкс, выходное сопротивление - 2,7 (1,8) Ом, номинальное входное напряжение - 0,5 В.
Мощности усилителя вполне достаточно для озвучивания жилой комнаты, а качество звучания способно удовлетворить взыскательных слушателей. У автора этот УМЗЧ используется с самодельными трехполосными громкоговорителями (чувствительность - около 91 дБ/Вт/м), в которых установлены головки TONSIL GDN25/40, 5ГДШ-3-8 и две изодинамические головки 10ГИ-1.
Схема одного канала УМЗЧ изображена на рис. 1. Можно отметить следующие особенности усилителя: отсутствие общей петли ООС; в предоконечном каскаде применен катодный повторитель, позволяющий лампе выходного каскада работать с током сетки (класс А2) .
Рис.1. Принципиальная схема лампового усилителя
Мощная лампа ГМИ-6 или ГУ-29 при триодном включении двух параллельно соединяемых тетродов имеет сравнительно высокое внутреннее сопротивление, в выбранной рабочей точке выходной характеристики для ГМИ-6 оно примерно 720 Ом и для ГУ-29 - 460 Ом. В этом случае коэффициент использования анодного напряжения (в режиме А1 - без сеточного тока) при допустимом напряжении питания 240 В для ГМИ-6 (225 В для ГУ-29) составляет всего 0,5...0,55 и выходная мощность не превышает 5...6 Вт. Увеличить этот коэффициент повышением напряжения питания нельзя, так как оно ограничено мощностью рассеяния на экранных сетках, соединенных в триодном включении с анодом. Кроме того, повышение напряжения питания приводит к необходимости увеличения сопротивления анодной нагрузки, что усложняет конструкцию выходного трансформатора. Работа выходного каскада с сеточным током позволяет решить эту проблему и увеличить выходную мощность почти в два раза. Лучший предоконечный каскад для данного случая - трансформаторный. Но межкаскадный трансформатор высокого качества не уступает по сложности выходному, поэтому в предоконечном каскаде было решено применить катодный повторитель с непосредственной связью . График зависимости коэффициента гармонических искажений (Кг) от выходной мощности показан на рис. 2.
Рис.2. График зависимости коэффициента гармонических искажений от выходной мощности
Вторые половины ламп VL1 и VL2 использованы во втором канале УМЗЧ.
Детали и конструкция. УМЗЧ собран на плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм размерами 120x160 мм. Чертеж печатных проводников не приводится, поскольку плата практически макетная. В местах установки деталей вырезаны контактные площадки, которые соединяют между собой проводом МГТФ-0,2. Ширина зазоров между площадками должна быть не менее 1,5 мм. Все лампы установлены в керамические панели. В плате под мощными лампами прорезаны отверстия диаметром 17 мм для лучшей вентиляции. Резистор R3, защищающий входной каскад от самовозбуждения, припаян непосредственно к выводу управляющей сетки VL1 на ее панели.
Подстроечный резистор R7 - СПб-1В, но подойдет и СП5-28 из блока сведения лампового цветного телевизора. Постоянные резисторы - МЛТ. Разделительный (С2) и блокировочный (С5) конденсаторы - К71-4, оксидный С1 - фирмы Rubicon или Jamicon. Остальные конденсаторы (блокировочные) могут быть серии К73-16. Выходные разъемы - подходящие винтовые зажимы, например, от старых измерительных приборов. Входные разъемы - байонетные BNC. Они обеспечивают более стабильный контакт, чем обычно используемые "тюльпаны".
Рис.3. Принципиальная схема блока питания усилителя
Диодный мост выпрямителя, питающего выходные каскады, составлен из диодов КД213А. Они включены по два последовательно в плечо. Для уравнивания обратных напряжений диоды шунтированы резисторами МЛТ-0,5 1 МОм. Дроссели L1 и L2 - Др-0 4-0,34 и Др-5-0,08 от блока питания лампового цветного телевизора. В качестве дросселей L3 и L4 использованы выходные трансформаторы ТВЗ-1 -9 (первичные обмотки). Их следует монтировать подальше от платы усилителя и выходных трансформаторов. Конденсаторы С11, С12 - К50-18; их емкость допустимо снизить до 1000 мкФ.
О налаживании усилителя. Сначала убедившись в правильности монтажа включают УМЗЧ без выходных ламп и с отключенными контактами реле К1 конденсаторами С11, С12. Резистором R6 усилителя устанавливают напряжение смещения выходных ламп равным -15 В. Затем, предварительно выключив питание, подключают конденсаторы и лампы. В блоке питания движок подстроечного резистора R2 устанавливают в среднее положение. Включают блок питания и дают лампам прогреться 5...7 мин. Медленно уменьшая напряжение смещения, ток выходных ламп выставляют равным 0,115 А для ГМИ 6 (0 175 А для ГУ-29). Напряжение на анодах должно быть 238 (225) В. При необходимости его корректируют подстройкой резистора R2. Время задержки подачи анодного напряжения (около 40 с) при заметном отклонении корректируют подбором резистора R9. В случае применения другого реле, возможно, потребуется изменить число витков соответствующей обмотки трансформатора Т1. В связи с тем, что в описываемом УМЗЧ применены высоковольтные конденсаторы, накапливающие энергию 150 Дж каждый, важно соблюдать повышенную аккуратность. Ни в коем случае не замыкайте выводы заряженных конденсаторов; разряжайте их через проволочный резистор сопротивлением 200...300 Ом.
Формовку оксидных конденсаторов целесообразно проводить до монтажа, оставляя их под напряжением не более половины рабочего на 12...15 ч.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ризкин А. А. Основы теории усилительных схем. - М.: Советское радио, 1954.
2. Цыкин Г. С. Электронные усилители. - М.: Гос. издательство литературы по вопросам связи и радио, 1960.
А. Кравченко, станица Брюховецкая Краснодарского края
Журнал "Радио" 2008, № 11
