Электрификация

Справочник домашнего мастера

Усилитель ламповый своими руками

Содержание

Самодельные акустические системы для лампового усилителя

Недавно в Мире Самоделок публиковалась статья о самодельном ламповом усилителе, сегодня пришла очередь рассказать как сделать своими руками акустику для лампового усилителя.

Хотите классную акустику? Не престижную, от известных фирм, а именно классную, выдающую детальный, глубокий, атмосферный и достаточно энергичный звук? Если вы живете не в замке и не планируете озвучивать стадион или пытаться произвести впечатление на соседей тремя этажами ниже, а хотите наслаждаться музыкой, возможно, мой рецепт акустики именно для вас.

Есть вещи, которые очень хочется сделать, но останавливает отсутствие средств, материалов, оборудования и т.п. Но очень хочется… Дал себе пенделя, и понесло… По принципу: «Хочу, потому что нравиться!» и потому, что надо наконец сделать акустику для моего Magnifique Evolution. Хотелось собрать АС, хорошо звучащую, и в большой и в маленькой комнате, и при этом изящную, а не шкафаподобную. Всё-таки – элемент интерьера. В любом случае это должна быть напольная АС, так как «полочники» все равно надо ставить на стойки.

Созидание

3ГДВ-1 (паспортные данные):

  • Диапазон частот: 3150- 20000 Гц;
  • Неравномерность АЧХ: 14 дБ;
  • Чувствительность: 90 дБ;
  • Рабочая мощность: 2 Вт;
  • Коэффициент гармоник в диапазоне частот 4000 – 10000 Гц: 3 %;
  • Сопротивление: 8 Ом;
  • Паспортная мощность: 3 Вт;
  • Долговременная мощность: 3 Вт;
  • Кратковременная мощность: 6 Вт;
  • Частота основного резонанса: 1200 – 2000 Гц;
  • Масса: 0,11 кг.

4ГД-35 (4ГД-36) (паспортные данные):

По моим сравнительным замерам оказалось, что 4ГД-36 и 4ГД-35 имеют одинаковую АЧХ, но 4ГД-36 звучали более комфортно для слуха.

Рассматривалось четыре варианта оформления:

  1. Открытый ящик. Полуоткрытый ящик.
  2. Закрытый ящик. Ящик с «лазом для кота».
  3. TQWP – (TaperedQuarter-WavePipe – Расширяющаяся Четвертьволновая Труба).
  4. Четвертьволновый резонатор (TwinPipe) по образу Castle Knight 5, от британской Castle Acoustics.

Все варианты заслуживают внимания и показали определённые достоинства и недостатки в звуке, хотя официально эти динамики предназначены для открытого оформления.

Напилив и наломав кучу досок, делюсь результатами.

Открытый ящик. Классический легкий звук. Многим может понравиться, но отражения от стен не позволяет построить ясную сцену. Если корпус сзади закрыть куском войлока (около 1 см толщиной), то ситуация несколько исправляется. Такая конструкция (называется: апериодическая нагрузка) показала самую лучшую линейность, но при этом более скромные динамические показатели и чувствительность. Построение сцены тоже не впечатлило. Всё очень уж академически правильно, но сухо. В комнате 10 кв. м слушать ещё можно, а вот в двадцати метровой стало скучно – слабая атака.

Ящик со звуковым портом спереди. Просто и довольно эффективно. Низа выпирают, остальное в нормах приличия. Чувствительность и динамика средние. Для комнаты в 20 метров может и подойдет, но в 10 метровке «буянит».

Поскольку хотелось чего-то с изюминкой, я остановился на варианте «из рыцарского замка». Да и фактически, Twin Pipe продемонстрировал самую большую чувствительность и лучшие возможности по регулировке басов, чем популярный TQWP. Звучание легкое, агрессивное и открытое. Басы адекватны и в маленькой и в большой комнате. Сцена и детальность радуют. Линейность, правда, у этого «мустанга» совсем не хайфайная: 18db (относительный замер в резонирующей комнате), при определенной настройке резонатора можно опустить и до 14db. Единственный существенный недостаток – звук отдает «коробкой». Виноват в этом звуковой порт на передней панели. Бороться с этим можно плотным заглушением корпуса различными материалами, но падает чувствительность и тогда теряется смысл выбора такой конструкции.

Вообще, все звуковые порты и фазоинверторы служат для вывода наружу всяких утробных звуков, так что если нет желания слушать, как звучит нутро, лучше ими не пользоваться.

У Ронни Дио на альбоме «Дурной сон» есть такая песня — «Все дураки заплывали далеко». Это видимо про меня, и теперь я горжусь этим.

Итак, что я изобретаю? Велосипед с квадратными колёсами…, взяв за основу динамик для открытого оформления… Проблема в том, что для хорошей атаки акустике нужна задняя стенка. Возьми я 10ГДШ-1-4 и такие вопросы вообще б не возникли. Его, что в ящик, что в большой ящик с фазиком, поставь — будет «петь». Но я уже «заплыл далеко». Корпус под 4ГД-36 готов, и это ЗЯ!

Тестим и слушаем…???

Независимо от стиля музыки, звук агрессивный и жесткий, как на концерте хеви метал. Барабаны и гитары пробивают стены и уши. Насладившись такой «радостью», я захотел вернуться к музыкальности.

Куда «плыть» теперь? Возвращаюсь к апериодической нагрузке, но теперь с добавлением синтепона. Распушенный синтепон укладываю волной, а зад АС закрываю войлоком 5 мм толщины.

Вот он! Нужный мне музыкальный звук получен. Лёгкое открытое звучание, не травмирующее слух, но обладающее достаточной динамикой. Даже барабанное вступление Ле Бинкса к песне Judas Priest Better by you, better than me звучит по-концертному убедительно. Устраиваю «глубокое» прослушивание… Прошло три месяца…

Сначала о плохом. Акустика и мой однотакт совсем не «дружат» с современной компрессированной музыкой и с музыкальными стилями повышенной плотности и напористости, будь то электроника или треш метал и подобное. На выходе скрипящая каша.

О хорошем. Классический хеви метал воспроизводится хорошо (но не сногсшибательно). Хард рок — неплох. Очень органично звучат Led Zeppelin и вообще ранний рок, до 1976 года (видимо старые технологии записи дают знать). Электроника: Kraftwerk, Yello, Enigma, Era, B-Tribe.

О великолепном. Антонио Вивальди и вообще скрипичная классика. Камерный джаз, типа Дианы Крол и подобн. Все вокальные партии всех певцов великолепно воспроизводятся связкой Magnifique Evolution & Magnifique Accustic. С претензией на роскошь!

Рецепт и ингредиенты

Корпус из ламинированного ДСП толщиной 16мм. Крепление внутреннее: рейки, шурупы, клей. Дополнительно утолщать стенки я не стал (кроме нижней части лицевой панели), мотивируя это тем, что акустика маломощная.

Внутреннее демпфирование корпуса: войлок, синтепон.

Под динамики надо подложить уплотнитель или «посадить» их на пластелин.

Основание: ДСП плита с декоративным алюминиевым уголком по периметру.

тест

Ножки регулируемые, на основе мебельных гаек «краб».

Фильтр – конденсатор МБГЩ-2 4мкф 160в.

Подключение динамиков синфазное.

Внутренние провода медные 1,5 мм «Одескабель».

Разъемы под «банан» советские приборные (бронзовый точеный контакт в корпусе из карболита).

Кабель «усилитель-АС»: Одескабель 2Х4мм; разъёмы «бананы» Profigold.

Итого: 72$.

Собрав корпус, закрепив и подключив динамики, расставьте АС в нужное вам положение в комнате. Прослушайте свою любимую музыку на интересующей вас громкости. Добавляйте войлок и синтепон «по вкусу», добиваясь нужного вам оттенка а звуке.

Спасибо за внимание и желаю успехов.

Приложение

Рассуждения по поводу

В сети широко распространено мнение, что конструировать АС можно, только если вы имеете в своем арсенале профессиональный измерительный микрофон, а ещё лучше, шумомер, (например: ВШВ-003) и основательно задемпфированную, заглушенную комнату, без резонансов. Далее надо досконально изучить работу программ проектирования и моделирования. И уже на их основе, из особых аудиофильских материалов сделать действительно «правильную АС».

Все это отчасти, правда. Отчасти… Точнее не совсем, правда. То есть, в реале, будет совсем не так.

Даже если у вас в кладовке завалялся ВШВ-003 или его аналог, измеренная АЧХ, в условиях городской квартиры, будет изобиловать резонансными искажениями, перечеркивающими всю потенциальную точность измерительного оборудования. По этой же причине не следует «охотиться» за какими-то особыми микрофонами, типа PanasonicWM-61A.

Программы проектирования корпусов АС, конечно, помогают ориентироваться, но чисто виртуально.

Главное это концепция и желание её воплотить на основе здравого смысла и соразмерности. Живой эксперимент всегда покажет, что лучше, а что хуже звучит в конкретной обстановке, для которой и создается АС. Например: динамику нужен воздух – это факт, поэтому не стоит зажимать его в тесный закрытый ящик, но и не надо ставит его в огромный шифоньер. Его установочные размеры уже указывают на минимальные пропорции корпуса АС в ширину, а в глубину и высоту, статистически, это в два раза больше. Высота динамика от пола влияет на прозрачность и плотность низов и определяется только эмпирически в конкретной обстановке, и ни как не по мудреным программам, замкнутым на самих себе.

Ещё больше творчества предусматривает процесс демпфирования корпуса разными материалами (войлок, линолеум, вата, синтепон и пр.). Сделав все правильно, по рекомендации борьбы с резонансами, можно полностью убить музыку в звуке.

Коэффициент демпфирования и импульсные характеристики вашего усилителя заставят работать, спроектированную вами АС, только так как им угодно, нарушая все правила и каноны. Вывод – экспериментировать, слушать и соотносить с относительными замерами. Эти замеры можно спокойно делать с помощью простого измерительного микрофона, собранного из дешевого китайского микрофона и любого линейного усилителя на одной микросхеме. Далее подключайте его, хоть в звуковую карту, или по-старинке «гудите» с генератором и милливольтметром.

Я свой измерительный микрофон сделал на базе китайца с ничего не значащим именем JM901,и линейным усилителем на К157УД2. Собрал я его лет 15 назад, просто ради интереса и засунул в кладовку. Теперь, вдруг, он пригодился и прекрасно справился со своей задачей.

Автор статьи “Акустические системы для лампового усилителя” Alexzender

Смотрите так же:

  • ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution
  • самодельный ламповый усилитель
  • усилитель НЧ своими руками
  • сделай сам: ламповый усилитель на EL34
  • простейшее зарядное для Li-ion из хлама
  • Ваша статья будет здесь если Вы ее нам пришлете 🙂 samodelkainfo@yandex.ru

  • Об авторе
  • Новые самоделки автора

Новые самоделки автора alexzender (Смотреть все)

  • Самодельные акустические системы для лампового усилителя — 19 сентября 2017
  • Ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution — 11 сентября 2017

ЛАМПОВЫЙ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ АУДИОСИСТЕМЫ

А вот ещё один самодельный ламповый усилитель для домашней аудиосистемы. Выбрана довольно простая схема ламповика по типу SE (однотактная). Такое включение наиболее отражает характер радиоламп. Для УНЧ использован простой анодный стабилизатор напряжения (плата печатная спроектирована так, что можно отказаться от него), схема включения напряжения анодов с задержкой.

Принципиальная схема усилителя звука на лампах

Тот факт, что решено спрятать лампы в корпус, не должен никого удивлять. Потому что лампы слушают, а не смотрят на них (хотя кому как нравится, конечно). Правда такой подход вызвал еще одну проблему: трансформаторы громкоговорителей были слишком высокими чтобы поместиться в довольно низком корпусе. В итоге под этими трансформаторами пластина была немного опущена.

Усилитель ламповый имеет:

  • один линейный вход, к которому подключен сигнал от предварительного усилителя;
  • один линейный выход, с которого сигнал подается на транзисторный УНЧ;
  • один выход для подключения акустических колонок;
  • выход включения который питается от предусилителя;
  • индикаторы включения усилителя и подача анодного напряжения.

Корпус этого устройства представляет собой коробку от сгоревшего тюнера. Была использована оригинальная внешняя лицевая панель, а затем поверх прикручен алюминиевый лист, в котором сделаны необходимые отверстия, затем выгравированы надписи, которые залиты краской, после чего всё это покрыто прозрачным лаком.

При измерениях усилитель достиг следующих параметров:

  • чувствительность для достижения номинальной мощности = 900 мВ
  • выходная мощность для 8 Ом P = 5,2 Вт
  • диапазон частот 50 Гц — 82 кГц.

Мощность 5 Вт не так уж мала. Такой же УМЗЧ, у которого 10 или около того Ватт, может питать большие громкоговорители в большой комнате. Потому что ламповые усилители обычно работают в паре с высокоэффективными громкоговорителями. В принципе обычной головки ГД 16 / 4, работающей с мощностью около 1 Вт, вполне достаточно для комнатной звуковой системы.

Естественно конструкция получилась не идеальна, например электролитические конденсаторы фильтра слишком близко к лампам и излишне выше ламп. Они от этого могут быстро высыхать. Слишком слабая вентиляция корпуса снизу, особенно под самими лампами. Радиолампы — это элементы, которые нагреваются до высоких температур и размещение их снаружи имеет больше смысла в этом плане. Другой блок, с предусилителем и контроллером, .

Схемы усилителей

Ламповая техника

  • Тиратрон МТХ 90 — «Неоновый Лучик»

  • Ламповые сверхрегенераторы с низковольтным питанием

  • Ламповый АМ передатчик 1.4-2.5 мГц

  • Трехламповый усилитель (6 Вт)

  • Двухламповый усилитель (2 Вт)

  • Одноламповые усилители (1,0 — 1,5 Вт)

  • Простой усилитель НЧ на лампах

  • Ламповый l-V-0

  • Передатчик на двух Г-807

  • 20-ваттный усилитель на лампах

  • Шарманка Zorro на 6П3С

  • Шарманки на двух радиолампах

  • Шарманка на 6ПЗС и 6П14П

  • Шарманка на 6П3C

  • Простые передатчики — «Шарманки»

  • Трансивер на 6П3С

  • Школьное р/хулиганство («шарманка» 160м)

  • Ламповый усилитель для радиоузла с питанием от сети переменного тока

  • Приемник для радиоузла с питанием от батарей

  • Ламповый усилитель для радиоузла с питанием от батарей

  • Приемник для радиоузла с питанием от сети

  • Одноламповый усилитель низкой частоты (на лампе 6П9)

  • Радиостанция ЖР-1. Подробное описание и схема железнодорожной радиостанции

  • Стереоусилитель на лампах 6П3С

  • Простой ламповый пробник на 6Ж1П

  • Трехламповый приемник прямого усиления

  • Практические схемы преобразователей частоты

  • Однотактный ламповый усилитель мощности ЗЧ или High-End для начинающих

  • Высококачественный ламповый усилитель

  • Усилитель с двухтактным выходным каскадом и отрицательной

  • Ламповый усилитель с отрицательной обратной связью

  • Восьмиваттный усилитель с двухтактным выходным каскадом на 6П6С

  • Простейший усилитель низкой частоты на 6П6С

  • Радиоузел пионерского лагеря на базе радиоприемника

  • Схема простого лампового передатчика с частотной модуляцией на 10-метровый диапазон

  • Схема двухкаскадного передатчика на 10-метровый диапазон

  • Выбор ламп для передатчиков

  • Индикатор настройки приемника на лампе 6Е5С

  • Усилитель к приемнику «Родина»

  • Однотактный ламповый усилитель из доступных деталей

  • Методические указания к программе радиокружка по изучению и постройке ламповых радиоприемников

  • Консультация по обслуживанию и ремонту ламповых приемников коллективного пользования

  • Простейший ламповый усилитель низкой частоты

  • Ламповый приемник «Тула» (любительский вариант)

  • Однотактный ламповый усилитель для головных телефонов

  • Ламповый передатчик на 28-30 мгц с частотной модуляцией мощностью 10-15 вт

  • Приемник для «охоты на лис»

  • Даташиты к популярным радиолампам

  • Гетеродинный измеритель резонанса

  • Назад 1 2

    Радиосхемы
    Схемы электрические принципиальные

    Схемы ламповых усилителей

    Несмотря на то что живем мы в век высоких технологий, ламповые усилители звука по праву занимают почетное место среди любителей качественного звука, и в этом разделе Вы найдете схемы усилителей выполненных на лампах.

    Многие из этих ламповых усилителей Вы вполне можете изготовить и самостоятельно, а если вдруг возникли какие-то вопросы по сборке, регулировке или ремонту- то заходите к нам на ФОРУМ, подумаем вместе.

    Материалы в данной категории

    Усилитель на лампах 6Н2П и 6П43П
    Усилитель на лампах от старого телевизора
    Усилитель на лампах и германиевых транзисторах
    Схема лампового УНЧ с пятиполосным эквалайзером (6Н3П, 6П14П, 6П45С)
    Гибридный усилитель- лампы и транзисторы
    Ламповый УНЧ на 10 Вт (6Ж3П, 6Н1П, 6П14П)
    Ламповый УНЧ 5 Ватт (6Н2П, 6П14П)
    Мощный ламповый усилитель на 6Н1П, 6Н6П, 6РЗС (100Вт, 8 Ом)
    Ламповый УНЧ радиолы Ригонда на 6Н2П и 6П14П
    Ламповый УНЧ магнитолы Миния на 6Н2П и 6П14П
    Схема усилителя на 6Н2П, 6Н1П, 6П14П, 6Е1П (магнитофон Астра-2)
    Схема трехполосного лампового усилителя на 6Н1П, 6П14П
    Двухканальный ламповый усилитель Б. Яунземса на 6Н2П, 6П14П (2Вт+4Вт)
    Схема двухканального УМЗЧ на лампах 6Н2П, 6П14П (30Вт)
    Схема усилителя на лампах 5Ж2п, 6Н3П, 6П14П Ю. Романюка (6Вт+2х2Вт)
    Двухканальный усилитель на лампах 6Н2П, 6П14П А. Межеровского (8Вт)
    Двухканальный ламповый усилитель 24 Вт (6Ж32П, 6Н2П, 6П14П) Г. Карасева
    Двухканальный ламповый УНЧ 4 Вт (6Ж1П, 6Н9С, 6Н5С) А. Слонима
    Мостовой ламповый усилитель 20 Ватт (6Н1П, 6П41С) К. Вайсбейна
    Ламповый усилитель 65 Ватт (6Ж1П, 6Н2П, 6Н1П, ГУ-50) А. Баева
    Простой ламповый усилитель 2-3 Вт на 6Н2П, 6П43П
    Стереофонический ламповый усилитель 2х10 Вт (6Ж1П, 6Н2П, 6Н1П, 6П14П) И. Степина
    Усилитель на лампах 6Н9С, 6Н8С, 6П3С (35Вт)
    Ламповый усилитель на 6Н2П, 6П3С, 6Е5С (30-60Вт)
    Высококачественный ламповый усилитель (6Н1П, 6П14П)Н. Зыкова
    Стационарный ламповый усилитель на 6Ж1П, 6Н2П, 6П14П Г. Гендина
    Ламповый усилитель на 6Н2П и 4х 6п14П
    Схема усилителя 10Вт на лампах 6Н2П, 6П14П (С. Матвиенко)
    УНЧ 8Вт на лампах 6Н1П, 6Н2П, 6П1П (А. Кузьменко)
    Ламповый УНЧ 6 Вт на 6Н2П, 6П14П (Ю. Михайлов)
    Ламповый УНЧ 4 Вт на 6Ж1П, 6П15П (Г. Крылов)
    Стереофонический ламповый УНЧ 6 Вт на 6Н1П, 6Н2П, 6Ц4С, 5Ц3С
    Ламповый усилитель без выходного трансформатора (Л. Кононович)
    Ламповый усилитель ЗУ-430
    Стереофонический усилитель на пяти лампах
    Необычный трансформатор для лампового УНЧ
    УМЗЧ на октальных пентодах

    Ламповый усилитель для высокоомных наушников на 6Н6П


    Приветствую жителей города Датагорска очередным воплощением своего желания иметь на рабочем столе ламповый усилитель для наушников.
    Не претендую на открытие, а показываю, как делал и что получилось. Подробно описываю изготовление шасси, корпуса и лицевой панели.

    Схема безтрансформаторного усилителя для наушников

    За основу была взята известная схема SRPP усилителя для высокоомных наушников на 6Н6П. См. например, эту статью «Проект VINTAGE» и материалы к ней.

    Начал с того, что нужно было определиться с питанием. Решил собрать импульсный блок питания по мотивам статьи «6Э5П, 6Н8С + 6Н13С. Два ламповых усилителя для высокоомных наушников с импульсным источником питания» на IR2153. Сделал печатку, намотал трансформатор, собрал все вместе и запустил БП. Все заработало, напряжения немного пришлось подбирать перемоткой трансформатора, покопался с токовым трансформатором, но так и не понял, как он должен был защитить от перегрузки.
    Включил с нагрузкой через лампу, все в норме, стартует стабильно. Убрал лампу, старт нормальный разогревает две 6Н6П, анодное обеспечивает 300 Вольт.
    Но тут моим успехам пришёл конец. Когда подключил анодное к усилителю, собранному просто на столе, и стал слушать, через 1,5 минуты начал нарастать среднечастотный фон и БАХ!!! ТИШИНА… Разорвало в клочья сетевой предохранитель, убились MOSFET-ы, кончилась IR-ка, и пробило один ультрафаст в выпрямителе анодного.
    Первопричиной явился именно пробой ультрафаста в анодном выпрямителе из-за чрезмерного нагрева. Все поменял и снова занялся экспериментами. Конец был аналогичным.

    Питание. Мотаем ТАН на торе

    Тогда было решено пойти по старому проторённому пути и намотать ТАН. Под руку попался транс на торе с сетевой и двумя 12-вольтовыми обмотками. Его и решено было приспособить. Немного подредактировал схему, и получился такой вариант.
    Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!
    Начался второй этап добычи питающих напряжений, изготовил челнок из алюминиевого стержня, который был припрятан после обрезки карниза вертикальных жалюзи. Он там используется в механизме поворота ламелей. Стержень имеет сечение четырёхгранника и отлично подошёл для челнока. С обоих концов изолентой я прикрепил по два отрезка алюминиевой проволоки диаметром 3 мм. Получилась вот такая вот рогатина. Длину челнока я выбрал 300 мм.

    Как я уже упомянул, за основу был взят тороидальный трансформатор с внешним диаметром 80 мм и внутренним 40 мм. На нем была обмотка 220 В и две по 12 В. Я не стал его разбирать, а чтобы определить, сколько мне нужно мотать витков, я взял и домотал 30 витков, подключил транс к сети и замерил напряжение на новой обмотке, затем нагрузил эту обмотку лампой 12 В / 21 Вт и сделал поправку. Таким образом вычислил количество витков на 1 Вольт.
    Также измерил длину провода, использованного на намотку 30 витков, тем самым определил, сколько метров мне нужно для намотки новой обмотки и получить расчётное напряжение на выходе. Это количество провода нужно было намотать сначала на челнок. Так как челнок у меня получился 300 мм, то один виток на челноке у меня составил 0,6 м. Таким образом я намотал на челнок расчётное количество провода с поправкой (витков 5 на челноке) на постепенное утолщение тора по мере намотки.

    Накальную обмотку мотал со средним выводом, то есть две обмотки по 3,15 В. Чтобы было удобно мотать двумя руками, я придумал зажим из тисков и прищепки-зажима. Я взял специально пластиковую, но сначала думал купить зажим-крокодил для сварки или для проводов для прикуривания автомобиля (губки необходимо будет изолировать пластиковыми накладками, чтобы не повредить изоляцию). Единственное условие, чтобы усилия пружины хватило для удержания массивного тора.


    Для получения 235 В переменного напряжения мне нужно было намотать 1840 витков. Сначала думал, что будет тяжело и долго, но за 3 часа намотки в два дня получился хороший ТАН с множеством напряжений: 235 В; 245 В; 255 В; 265 В; 3,15 В + 3,15 В; 2×12 В.

    Несколько отводов вторичной обмотки было сделано для подбора напряжений. После намотки ТАН был подключён к готовому макету, который был собран ещё при испытании импульсного БП. Питание пока было организовано без электронного дросселя. Фон отсутствует, что очень обрадовало.

    Корпус усилителя

    Всё практически готово к приданию внешнего вида. Для корпуса был применён отрезок профиля строительного алюминия, труба 50×180х180. Мой трансформатор в такой корпус как раз отлично вписывался. Такой профиль можно найти на стройке, где монтируют фасады из стекла (если конечно охотники за цветным металлом Вас не опередят).

    Отрезаем лишнее и делаем все технологические расчётные отверстия под Ваше шасси. На днище я предусмотрел и вырезал электролобзиком окно для доступа к регулировке режимов ламп при замене.
    Также оно является вентиляционным, так как корпус в сборе без него будет глухим. Что не совсем хорошо отразится на тепловом режиме всего устройства. Чтобы закрыть окно, я взял сетку от воздушного фильтра дизельного грузовика.
    Такие фильтры легко можно найти возле стоянок большегрузов. Вырезал сетку необходимого для моего окна размера и торцы заделал полосками кровельной жести. Нарезал от листа полоски шириной 20 мм и длиной равной периметру сетки. Согнул пополам вдоль, зажав струбцинами между двух отрезков 20 мм фанеры киянкой. Затем обжал в тисках через деревянные прокладки этими полосками мою сетку. В местах сгиба по углам делал вырезы секторов 90 градусов.
    Заключительный этап — покраска. Краску взял акриловую в баллоне матовую чёрную. Продаётся в строительном или автомагазине.
    Боковые стенки изготовил из деревянного наличника, нашёл наличник из бука (в магазине или на рынке, где продают двери). Так как мой корпус высотой 50 мм, то наличник взял 65 мм шириной и использовал его во всю ширину, чтобы не делать отдельно ножки. В качестве ножек использовал набор мягких самоклеящихся накладок на ножки мебели, продаются в магазинах с мебельной фурнитурой.
    Для лицевой панели также использовал дерево — это шпон бука толщиной 5 мм. Надписи на лицевой панели сделал испытанным методом ЛУТ. Нарисована панель в программе «Front Designer 3». Все дерево после выпиливания, подгонки, шлифовки и нанесения надписей было покрыто бесцветным глянцевым акриловым лаком. Боковые панели (наличники) были затонированы изначально.

    Шасси усилителя

    Склепал шасси из алюминиевого уголка 15×15 мм и алюминиевой полосы 1,5×50 мм. Размеры не привожу, так как рассчитывал под описанный выше корпус. По моим задумкам, шасси должно быть двухуровневыми. Верхний уровень опирается через алюминиевые втулки (отрезки трубки диаметром 6 мм) и скреплён саморезами (видно на фото 4 сверху и 4 снизу). На верхнем уровне должны быть ламповые панели и весь монтаж звуковой части.
    А на нижнем уровне силовой блок с выпрямителем, фильтром, электронным дросселем. Радиатором полевого транзистора дросселя является алюминиевая пластина нижнего уровня шасси. Транзистор установлен через изолирующую прокладку (взята из компьютерного БП). Все на него водрузил.
    Монтаж соответственно навесной.
    Настройка свелась к регулировке напряжения на аноде нижнего по схеме триода подстроечным резистором R.
    Звучание усилителя очень нравится.
    Окончательный этап — сборка и результат налицо.

    Файлы

    Файл с лицевой панелью в формате «Front Designer 3»:
    ▼ Morda-Usilitel-dlya-naushnikov-1.7z 🕗 15/04/15 ⚖️ 2,75 Kb ⇣ 49
    Архив статьи Олега Иванова, автора этой схемы, «Ламповый усилитель для низкоомных наушников»
    ▼ Lampovyy-usilitel-dlya-nizkoomnyh-naushnikov-Oleg-Ivanov.zip 🕗 12/04/15 ⚖️ 909,11 Kb ⇣ 128
    Всем удачи! Спасибо за внимание!

    Камрад, смотри полезняхи!

    Владимир (mrduk) Москва Список всех статей Профиль mrduk В школе активно паял, делал ламповики, но в самостоятельгой жизни стало нехватать времени. В настоящее время достижений нет. Искал схемы усилителей и попал на Ваш сайт, очень захватило и решил возобновить давние пристрастия к конструированию.

    Легендарные усилители: «холод» ламп без трансформатора, DIY-компиляции, десятилетия мучений с классом «Д»

    Как я и обещал, мы продолжим цикл о легендарных усилителях прошлого и настоящего. На этот раз мы опишем непростую судьбу УМЗЧ класса D, оригинальные разработки в области ламповой схемотехники, не обойдём стороной и DIY-наборы для тех чьи руки выросли из туловища.

    При создании материала я постарался отжать всё информационно ценное из шедевров аудиофильской журналистики, сухих технических описаний и публикаций таких товарищей, как Нил Гадер, Гарри Пирсон, Роберт Грин. Как и в предыдущем материале, я старался отыскать основные характеристики и принципиальные схемы этих устройств, а также цены (на момент производства), о которых нередко умалчивают современные авторы.

    Futterman H3 OTL – нужно просто выбросить выходной трансформатор

    Начнём по традиции с самой «тёплой» в ламповом отношении эпохи, с 50-х в США, где в губернском городе Нью-Йорке, изобретатель Юлиус Футтерман (Julius Futterman) разработал один из наиболее оригинальных ламповых усилителей своего времени. В 1954-м на свет появился ламповый УМЗЧ Futterman H3 OTL, особенностью которого стало отсутствие выходного трансформатора.
    В оригинальной схемотехнике усилителя Футтермана катодный резистор фазоинвертора соединялся не с землей, а с выходом усилителя. 100%-ная ООС катодного повторителя Futterman H3 OTL компенсировалась 100%-ной ПОС через катодный резистор фазоинвертора. Интересно, что уникальную для того времени (и высоко оцененную потомками) схему разработал не профессиональный инженер, а радиолюбитель-самоучка.
    Причиной необходимости в оригинальном решении было то, что около 30-35 % себестоимости ламповых усилителей тех лет приходилась на выходной трансформатор. Что было крайне существенным фактором, учитывая, что первые усилители производились вручную.
    Благодаря конструкторскому решению цена усилителя стала немногим выше стоимости наборов для самостоятельной сборки и составила около $ 180 – 200, что сегодня с учетом инфляции является эквивалентом $ 1600 — 1800. Помимо существенного удешевления продукта инновация избавила УМЗЧ от (так любимой некоторыми аудиофилами и гитаристами) характерной «тёплой» окраски звука.
    Следует отметить, что сравнительно небольшая стоимость усилителя соседствовала с почти уникальными для того времени характеристиками.
    Судите сами:
    Интересно, что идеальной акустической системой для работы с этим усилителем считались электростатические колонки Quad ESL 57, созданные в 1957 году.
    Футтерман запатентовал устройство, а лицензии продал нескольким американским компаниям в 1961-м году. Лицензионные усилители по схеме Футермана производились до начала 70-х годов и стоили значительно дороже оригинала. На протяжении 60-х и 70-х изобретатель совершенствовал схемотехнику ламповых усилителей.
    В 1984 году, уже после смерти Футермана, компанией New York Audio Labs был выпущен, разработанный при его участии, один из самых дорогих усилителей своего времени (для электростатических акустических систем), стоявший $12 000 (около $26 000 сегодня с учетом инфляции). Среди сравнительно свежих разработок, использующих наследие Футтермана, можно выделить оригинальное устройство итальянца Андреа Циуффоли (схема приведена ниже).

    Heathkit amps — DIY для меломана и музыканта

    Heathkit — одни из передовиков ламповых конструкторов для любителей канифольной дымки. Компания, основанная в 40-е, приобрела популярность в 60-е, на волне интереса к самостоятельной сборке устройств. Фактически все продукты компании стали культовыми в среде людей увлеченных DIY. В отличие от Dynaco, Heathkit создавали многоцелевые конструкторы, с различными наборами шасси и радиодеталей.
    Комплекты и модели менялись достаточно часто, что также существенно рознит эти устройства с «макинтошем для бедных». Пик популярности наборов Heathkit приходится на середину 60-х, когда приобретение качественного усилителя предполагало затраты сравнимые со стоимостью среднего автомобиля.
    Все деревянные детали (набор ручек, шасси и т.п.) входили в базовую комплектацию. Гитарные варианты heathkit иногда предполагали включение дополнительных бонусов: излучателей и деталей корпуса для создания комбо. Интересно, что для создания гитарных наборов компания активно применяла транзисторные схемы. Такой подход был не слишком популярен в 60-х (теплый ламповый тренд в гитарном усилении был силён), но позволял приобрести дешевое гитарное оборудование небогатым начинающим музыкантам.
    В зависимости от назначения устройства, пользователь волен был выбрать тот или иной комплект. Например, были наборы для гитарного усиления, воспроизведения музыки, в том или ином наборе разнилась мощность УМЗЧ. Характеристики устройства приводить смысла не имеет, так как они разнятся в зависимости от конкретной модели, при этом подавляющее большинство авторов сходятся на том, что эти усилители вполне соответствовали HI-fi классу, а гитарные комбо Heathkit составляли конкуренцию аналогичным моделям Fender и VOX того периода.

    Класс D: КПД vs искажения

    Легендарными в среде инженеров считаются усилители класса D, попытки создать которые начались ещё в 50-х. Сама идея УМЗЧ с импульсным управлением, выходными лампами приписывается 2-м авторам, нашему соотечественнику Дмитрию Васильевичу Агееву (1951 год) и Алеку Ривзу из Соединенного Королевства (1951 год). Однако, говорить о том, что инновационные концепции смелых инженеров мгновенно стали широко востребованными на рынке не приходится.
    Д.В. Агеев
    Внезапно начавшаяся эра транзисторов для попыток создания годного УМЗЧ class D не привела к ожидаемым результатам. «Принцип неисчерпаемых возможностей КПД», заложенный советским инженером Агеевым и его британским коллегой, долгое время оказывался неприступным даже для специалистов таких компаний как SONY, PHILIPS, Marantz, Matsusita Electric. Вплоть до 80-х ничего прилично звучащего и коммерчески успешного в классе D создать не удавалось. Ситуация поменялась к середине 80-х, когда на рынке радиодеталей появились МДП-транзисторы.
    Известно, что в режиме D импульс приобретает почти прямоугольную форму, так как транзистор либо заперт, либо открыт. А сопротивление открытого канала современных силовых МПД-транзисторов совсем небольшое (от единиц до десятков миллиОм). Благодаря этому, построенный на основании этих элементов усилитель класса D способен работать практически без потерь мощности. КПД таких усилителей класса D составляет около 90 — 95 %.
    Не смотря на ограниченную популярность, усилители D-класса того времени тоже нельзя назвать сверхмассовым продуктом. Для потребителя концепция класса D успела утратить привлекательность к концу 80-х, главным образом в связи с неудачами их несовершенных предшественников.
    Как повествует Википедия, основными проблемами усилителей класса D были и, в какой-то степени, остаются:
    …но не позволяет добиться высокого качества воспроизведения звука, даже если охватить её обратной связью. Нелинейные искажения класса D имеют несколько причин: нелинейность генератора сигнала треугольной формы, нелинейность катушек индуктивности выходного фильтра, нелинейность из-за мёртвого времени между включениями верхнего и нижнего плеча усилителя…
    Пожалуй, самым заметным представителем класса D стал один из первых цифровых усилителей, дотягивающих до показателей HI-FI — Tripath TA2020, серийное производство которого было запущено в 1999 году. Дело в том, что, в связи с неизбежной необходимостью в устранении искажений, принцип аналоговой модуляции оказался малопривлекательным.

    В ранних проектах усилителей класса D низкочастотные помехи свободно проходили с питающих шин на выход, что вынуждало использовать нелинейную модуляцию и дельта-сигма модуляцию для их устранения. Последнее приводило к неизбежному росту частоты переключения и снижению КПД. Логичным выходом стало применение цифровых схем, уменьшавших частоту переключения.
    Некоторые инженеры ставят под сомнение заявленные характеристики Tripath TA2020 и их соответствие стандартам HI-FI. Предлагаю читателям самим оценить показатели качества на примере 20-ти ваттного усилителя для авто, созданного на базе TA2020:
    И всё это счастье при цене от $20 до 60.
    Микросхема, на основе которой создан усилитель, была внесена в список «25 микросхем, которые потрясли мир» по версии журнала IEEE Spectrum.
    Компания Tripath, выпустившая инновационный усилитель, с целью привлечения внимания к продукту придумала даже новый класс, объявив свое устройство усилителем класса T (хотя принцип работы девайса соответствовал классу D).
    Несмотря на маркетинговые усилия,»креативы» с классификацией, Tripath не выдержали конкуренции с более мощными игроками и исчезли с рынка в 2007-м году. Бесславный и тихий конец этой компании никак не умаляет заслуг разработчиков, которые создали, вероятно, единственный действительно легендарный усилитель класса D.

    Качественный ламповый усилитель класса Hi-Fi

    Ламповый или транзисторный усилитель? Этот вопрос в конце прошлого века часто рассматривался в различных “аудиофильских” изданиях. В настоящее время он, по сути, уже не актуален, так как оба варианта пользуются спросом на рынке и прочно занимают свои места в различных “нишах” звукотехники.

    Например, для домашнего аудиокомплекса в ряду современных стереофонических усилителей класса High End предлагается ламповый усилитель “Houston Mini-1998SE”, собранный на лампах 12АХ7 и EL84 по двухтактной ультралинейной схеме с трансформатором. Несмотря на ограниченную выходную мощность (около 10 Вт на канал), качество и динамика звучания усилителя с различной акустикой, по оценкам экспертов, не уступает высококачественным транзисторным УЗЧ, развивающим гораздо большую мощность.

    Интерес к Hi-Fi ламповым усилителям в настоящее время вызван не только ностальгией аудиофилов по какому-то особенному “прозрачному’, “мягкому”, “ламповому” звучанию, но и реальными достоинствами ламповых УЗЧ. Для практических целей выбор чаще всего делают, исходя из реальных возможностей усилителя, отвечающего конкретным требованиям.

    Например, постройка и эксплуатация высококачественного лампового усилителя с однотактным выходным каскадом, работающим в режиме класса “А”, по всем показателям, в том числе и по экономическим, во многих случаях не оправдана. Поэтому многие аудиофилы и музыканты по-прежнему отдают предпочтение классическому двухтактному ламповому выходному каскаду с трансформатором, который, собственно, и является важнейшим элементом, определяющим параметры и качество работы усилителя в целом.

    Изготовить трансформатор для лампового усилителя в домашних условиях

    Сделать хороший выходной трансформатор в домашних условиях достаточно сложно, а приобрести или заказать выполненный по всем правилам — недешево. В последнее время появились предложения использовать для ламповых УЗЧ в качестве выходных стандартные унифицированные трансформаторы типа ТАН или ТН. И хотя в этом случае не стоит рассчитывать на получение максимально возможных параметров, такой вариант заслуживает внимания благодаря доступности и практичности.

    В настоящее время еще сохранились ламповые усилители, используемые музыкантами и выпущенные более 30 лет назад. Эта аппаратура, как правило, “гоняется” до полного физического износа. Многолетний опыт ее эксплуатации свидетельствует о надежности ламповых усилителей. Многие экземпляры, произведенные, например, такими фирмами как BEAG, TESLA, MARC HAL и другие, хорошо сохранились. Их ремонт чаще всего ограничивался заменой ламп и электролитических конденсаторов.

    В более сложных случаях приходилось заменять элементы, от которых могли зависеть параметры усилителей. Некоторые элементы, например, резисторы, при неисправности разрушались. При этом их номинал по надписи определить было невозможно. Его подбирали опытным путем, лишь бы ламповый усилитель заработал, так как не все владельцы и ремонтники имели схемы аппаратуры.

    По этим причинам, а также в связи с повышенным интересом к ламповой схемотехнике читателей, возможно, заинтересуют схемы наиболее популярных в конце прошлого века эстрадных усилителей. Эти схемы могут служить классическими образцами высококачественных ламповых УЗЧ, которые совместно с хорошей акустикой как раз и обеспечивают то качество звучания, по которому многие аудиофилы и музыканты испытывают ностальгию.

    Простая схема лампового усилителя высокой мощности

    На рис.1 показана схема усилителя “Marchal super 100РА”. Ламповый усилитель обеспечивает выходную мощность 100 Вт на 8-омной нагрузке. При этом коэффициент нелинейных искажений не превышает 3% (регуляторы тембров установлены в среднее положение). Музыканты используют ламповый усилитель чаще всего как инструментальный.

    УЗЧ имеет 4 высокоомных входа, то есть по два параллельных: Вх1 и Вх2, соединенные через резисторы R1, R2; ВхЗ и Вх4, соединенные через резисторы R7 и R8. Смешанные сигналы попарно усиливаются отдельными предварительными усилителями на сдвоенном триоде VL1 (ЕСС83) и через регуляторы уровня R10 и R13 подаются на следующий каскад усиления лампу VL2 (ЕСС83), который также выполняет роль смесителя.

    При этом частотная характеристика по входам 1 и 2 (на выходе катодного повторителя второго триода VL2) линейна, а по входам 3 и 4 имеет подъем в области высоких частот, что достигается элементами пассивной частотной коррекции С5, С7, R12. Эффект звучания, получаемый в результате такой коррекции, называют “бриллиант”.

    Кроме того, в предварительном усилителе имеются три регулятора тембра раздельно по низким, средним и высоким частотам. Низкое выходное сопротивление, которое обеспечивает катодный повторитель, позволяет уменьшить взаимозависимость пассивных регуляторов тембров, собранных по простой схеме с минимальным количеством деталей (переменные резисторы R19, R20, R21; постоянный R18; конденсаторы С9, С11, С12).

    Следующий каскад фазоинвертор (VL3) также собран на двойном триоде ЕСС83 и имеет регулируемую частотную коррекцию (переменный резистор R30, конденсатор С14) в цепи отрицательной обратной связи (ООС), позволяющую получить так называемый “эффект присутствия”, т.е. подъем усиления в области средних частот (примерно от 2 до 5 кГц) на 6…8 дБ.

    Следует учитывать, что при выбранном способе регулировки за счет ослабления действия ООС возрастают нелинейные искажения, которые при максимальном усилении на частоте 3 кГц могут составить 15%, что является приемлемым для инструментального звучания и даже нравится некоторым музыкантам, создавая определенную тембровую окраску. Если УЗЧ, собранный по данной схеме, предполагается использовать в составе аудиокомплекса для воспроизведения музыки или вокала, указанные элементы лучше вообще не устанавливать.

    Двухтактный выходной каскад собран на 4-х лампах VL4…VL7 типа EL34 (аналог 6П27С), включенных по две параллельно в каждом плече. Выбранный вариант схемы на лучевых тетродах является наиболее простым, в связи с чем для надежной работы с минимальным коэффициентом нелинейных искажений требуется подбор ламп с идентичными параметрами. На практике это осуществить сложно. Можно ограничиться выбором ламп из одной партии (по году и месяцу выпуска), если они ранее не были в эксплуатации.

    Как уже отмечалось, параметры усилителя во многом зависят от правильного расчета и качественного выполнения выходного трансформатора Т2. Для данной модели усилителя удалось найти лишь краткое описание трансформатора: магнитопровод — пластины Ш32х65: анодная обмотка состоит из 4-х секций, каждая секция содержит по 660 витков, намотанных проводом ПЭЛ диаметром 0,27 мм (лучше использовать ПЭВ диаметром 0,32мм).

    Секции 1 и 3, а также 2 и 4 соединены параллельно, а их пары меду собой — последовательно. Вторичная обмотка также состоит из 4-х секций по 160 витков провода ПЭЛ диаметром 0,67 мм. Все секции соединены параллельно. Для тех, кто не имеет опыта самостоятельного изготовления выходных трансформаторов, этих данных может оказаться недостаточно, так как неправильное расположение и соединение какой-либо из обмоток может стать причиной ухудшения параметров и даже самовозбуждения усилителя.

    Более подробное описание конструкции выходного трансформатора, рекомендации по выбору материалов и его изготовлению для усилителя фирмы Marchal. который по основным параметрам близок к описанному, даны в . Дроссель L1 выполнен на магнитопроводе Ш20х40 и имеет 200 витков провода ПЭЛ диаметром 0.41 мм. Данные силового трансформатора Т1: магнитопровод Ш40х55; первичная обмотка для напряжения сети 220 В 450 витков провода ПЭЛ диаметром 0.62 мм; вторичная обмотка для питания анодов ламп состоит из двух половин по 410 витков в каждой, намотанных проводом ПЭЛ диаметром 0,41 мм.

    Каждая половина при номинальной нагрузке должна обеспечивать переменное напряжение не менее 200 В. Специальная обмотка, предназначенная для получения сеточного смещения (38 В), имеет 78 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм. Накальная обмотка содержит 15 витков провода ПЭЛ диаметром 1,8 мм. При номинальном напряжении сети она должна обеспечивать напряжение накала не менее 6,3 В.

    Налаживание усилителя наминают с установки напряжения смещения (-38 В) подстроечным резистором R47. Чтобы не вызвать значительный перегрев выходных ламп из-за большого тока покоя, перед началом регулировки движок резистора устанавливают так, чтобы напряжение смещения было максимальным. Подстраивая резистор R45, добиваются минимального уровня фона, при этом входы 1-4 временно соединяют с общим проводом.

    Несмотря на мировую популярность ламповых эстрадных усилителей фирмы Marchal, для большинства наших музыкантов они так и остались несбыточной мечтой. По понятным причинам гораздо большее распространение у нас получила эстрадная аппаратура, производимая в странах СЭВ. Большой популярностью в свое время пользовались комплекты эстрадной аппаратуры венгерской фирмы BEAG.

    Обычно комплекты состояли из трех ламповых усилителей: двух инструментальных, один из которых предназначался специально для бас-гитары, и одного голосового. Каждый ламповый усилитель комплектовался акустической системой, соответствующей его предназначению.

    Выходные каскады усилителей строились по идентичным двухтактным схемам на двух лучевых тетродах EL34 с трансформатором и могли развивать выходную мощность до 60 Вт на активной нагрузке 8 Ом. На рис.2 показана схема оконечной ступени инструментального усилителя “АЕХ25СГ фирмы BEAG.

    Она включает в себя:

    1. предварительный ламповый усилитель (левая половина двойного триода VL3), на катод которого подается напряжение общей ООС;
    2. фазоинвертор (правая половина VL3);
    3. двухтактный выходной каскад на лампах VL4, VL5 (EL34) с фиксированным смещением (-42 В).

    Резисторы R26 и R27 — антипаразитные, устраняют самовозбуждение выходного каскада в области высоких частот, а делитель R29-R30-R36-R37 способствует выравниванию токов ламп. При эксплуатации фирменных усилителей эти резисторы, а также R34 чаще всего выходили из строя. Поэтому рекомендуется устанавливать резисторы с мощностью, больше указанной. К части вторичной обмотки трансформатора Т2 через резистор R41 подключена индикаторная лампа HL2.

    При отключенной акустической системе эта цепочка выполняет роль балластной нагрузки.Для питания анодов ламп усилителя используется выпрямитель (диоды VD1, VD2), собранный по схеме с удвоением напряжения. При этом обмотка силового трансформатора Т1, обеспечивающая анодное напряжение (+480 В), должна быть рассчитана на ток, в несколько раз больший потребляемого при номинальной выходной мощности усилителя.

    Обмотка Т1, предназначенная для получения напряжения смещения, должна обеспечивать переменное напряжение около 32В лучше не менее 40. Тогда можно ввести регулировку напряжения смещения, заменив резистор R35 подстроенным с сопротивлением несколько десятков килоом. К накальным обмоткам подключены подстроенные резисторы RP5 и RP6, предназначенные для установки минимального уровня фона.

    Предварительный ламповый усилитель на двойном триоде

    На рис.3 показана схема предварительных каскадов усилителя “АЕХ250”. В них используются два двойных триода ЕСС808. Ламповый усилитель имеет два идентичных входа с раздельными предварительными усилителями на лампе VL1 и регуляторами уровня RP1 и RP2, после которых сигналы смешиваются и усиливаются общим двухкаскадным усилителем на лампе VL2.

    Между его каскадами установлены пассивные регуляторы тембра низких (RP3) и высоких (RP4) частот. Каких-либо иных особенностей схема не имеет Для некоторых конденсаторов указано рабочее напряжение, рекомендуемое производителем. Модель голосового усилителя “АЕХ650”, предназначенного для усиления сигналов от 4-х микрофонов, отличается, в основном, построением предварительных каскадов.

    При этом в нем имеется раздельная регулировка тембров по низким и высоким частотам для каждого входа. К усилителю можно подключить ревербератор “АКХ200” фирмы BEAG, построенный по принципу магнитной звукозаписи на кольцевую ленту. Данные выходных трансформаторов, подходящих по параметрам для выходного каскада усилителя “АЕХ250”, можно найти в указанной литературе.

    Читайте также статьи: Усилитель своими руками

    Усилитель мощности в классе А со сверхбыстродействующей ОООС

    Увлекаться аудиотехникой и слушать музыку я начал очень давно, с конца 80-х годов и продолжительное время был твердо убежден, что любой УМ с лейблом Sony, Technics, Revox и т.д. намного лучше отечественных усилителей, а самоделок – тем более, так как у западных брендов и технологии, и самые качественные детали, и опыт.

    Все изменилось после статьи А.М. Лихницкого в журнале Аудиомагазин № 4(9) 1996, где рассказывалось о разработке и внедрении в производство в 70-е годы усилителя Бриг-001, автором которого он является. Волею случая, спустя небольшой промежуток времени, неисправный Бриг-001 из первых выпусков попал мне в руки. Используя только оригинальные отечественные детали 70-х — 80-х годов, привел этот УМ в первоначальное состояние, чтобы можно было оценить его звуковые способности как можно более достоверно.

    Подключение усилителя Бриг-001 вместо Technics SU-A700 домашней аудиосистемы повергло меня в шок – Бриг звучал намного лучше, хотя параметры имел скромнее и был старше лет на 20. Именно в этот момент возникла идея сделать усилитель своими руками, способный заменить штатный в аудиосистеме, что и было сделано в 1998 году, преимущественно, на отечественной элементной базе военной приемки. Новый аппарат не оставлял шансов на сравнительных прослушиваниях уже и более именитым усилителям, типа NAD и Rotel средних моделей линейки и был вполне убедителен даже в сравнении с их более старшими собратьями. Дальнейшее развитие проект получил в 2000-м году, в виде двухблочного УМ по той же схеме, но с новым конструктивом и увеличенной энергоемкостью блока питания. Сравнивался он уже с транзисторными и ламповыми усилителями из ценовой категории до нескольких тысяч долларов США, причем, во многих случаях превосходил их по качеству звучания. Тут я понял еще одну вещь – конструкция усилителя решает почти все.

    Анализируя результаты прослушиваний, особенно с участием тех усилителей, которые звучали лучше моего двухблочного УМ, я пришел к выводу, что чаще на высоте оказывались либо хорошие ламповые конструкции, либо транзисторные без общей ООС. Были среди них и УМ с глубокой ОООС, в спецификациях которых нередко красовались очень высокие значения скорости нарастания выходного напряжения – 200 В/мкс и выше. Как правило, эти аппараты были дорогие, а их схемотехника отсутствовала в открытом доступе. Мой оконечник тоже имел достаточно глубокую ОООС, но невысокое по сравнению с ними быстродействие – около 50 В/мкс, при сопоставимом выходном напряжении. Ему иногда не хватало способности передать в полной мере натуральность тембров музыкальных инструментов и голосов исполнителей, эмоции музыкантов. На некоторых композициях подача музыки упрощалась, часть тембрального богатства скрывалось за некой тонкой серой вуалью. Наверное, это и называют «транзисторным звучанием», присущим УМ с обратной связью.

    Причины «транзисторного» звука в УМ с ОООС неоднократно обсуждались и на форумах, и в книгах по схемотехнике, и в публикациях журналов, соответствующих данной тематике. Одна из известных версий, которой и я придерживаюсь, заключается в том, что низкое выходное сопротивление охваченных общей ООС усилителей, измеренное на синусоидальном сигнале и активной нагрузке, совсем не остается таковым при воспроизведении музыки на АС, что позволяет сигналам противо-ЭДС от динамических головок проникать с выхода усилителя по цепям обратной связи на его вход. Эти сигналы не вычитаются ОООС, так как уже отличаются по форме и имеют фазовый сдвиг относительно исходных, поэтому они благополучно усиливаются и снова попадают в акустические системы, вызывая дополнительные искажения и посторонние звуки в аудиотракте. Методы борьбы с этим эффектом периодически обсуждаются. Как примеры, можно привести следующие:

    1. «Ложный» канал ОООС, когда ее сигнал снимается с одного из параллельно включенных элементов оконечного каскада, который не подсоединен к АС, а нагружен на резистор определенного номинала.

    2. Снижение выходного сопротивления УМ еще до охвата ОООС.

    3. Увеличение быстродействия внутри петли ОООС до «космических» скоростей.

    Естественно, что самый действенный способ борьбы с артефактами ОООС — это исключение ее из схемотехники УМ, но мои попытки построить что-то стоящее без ОООС на транзисторах не увенчались успехом. Начинать с нуля в сфере ламповой аудиотехники посчитал уже нецелесообразным для себя. Способ из пункта «1» вызывал много вопросов, поэтому начал опыты с увеличением быстродействия внутри петли обратной связи, учитывая и пункт «2». Хотелось бы сразу обратить внимание на тот факт, что скорость нарастания выходного напряжения, достаточная для правильного воспроизведения усилителем атаки звука музыкальных инструментов, является величиной относительно небольшой, а ее сверхвысокие значения актуальны только по отношению к работе ОООС.

    Понятно, что в усилителях с общей ООС не все проблемы решаются увеличением скорости нарастания, но основная мысль была в следующем, при прочих равных параметрах: чем выше скорость внутри петли ОООС, тем быстрее будут затухать «хвосты» некомпенсированных обратной связью сигналов и что должен быть какой-то порог их заметности на слух, учитывая снижение длительности артефактов с повышением быстродействия. Двигаясь по этому направлению, очень быстро столкнулся с проблемой приблизиться хотя бы к планке 100 В/мкс в УМ на дискретных элементах — при наличии в схеме каскадов на мощных транзисторах все оказалось гораздо сложнее. В усилителях с обратной связью по напряжению высокое быстродействие у меня никак «не вязалось» с устойчивостью, а в УМ с ТОС (с токовой обратной связью) не удавалось, без применения интегратора, получить на выходе приемлемый уровень постоянного напряжения, хотя со скоростью все было в порядке, да и с устойчивостью проблемы решались. Интегратор меняет звучание не в лучшую сторону, по моему мнению, поэтому очень хотелось обойтись без него.

    Ситуация была практически тупиковая и уже не первый раз возникали мысли, что если создавать усилитель мощности с ООС по напряжению, то используя топологию предварительного или телефонного усилителя, гораздо проще будет сделать его быстродействующим, широкополосным, устойчивым и без интегратора, что, по моему мнению, должно положительно сказаться на качестве звучания. Оставалось только придумать, как это реализовать. Почти 10 лет решения не было, но за это время была проведена домашняя «НИР» по исследованию влияния скорости нарастания выходного напряжения внутри петли общей ООС на качество звучания, для чего был создан макет, позволяющий проводить испытания различных композитных усилителей на ОУ.

    Результаты моей «НИР» были такими:

    1. Быстродействие и полоса пропускания композитного усилителя должны увеличиваться от входа к выходу.

    2. Коррекция только однополюсная. Никаких конденсаторов в цепях ООС.

    3. Для усилителя с максимальным выходным напряжением 8.5 В RMS, при глубине ОООС около 60 дБ, заметный прирост в качестве звука появляется где-то в интервале 40-50 В/мкс, а затем — уже ближе к 200 В/мкс, когда у усилителя практически перестает быть «слышно» ОООС.

    4. Свыше 200 В/мкс заметного улучшения не наблюдалось, но для УМ с выходным напряжением 20 В RMS, к примеру, нужно уже 500 В/мкс для достижения такого же результата.

    5. Входные и выходные фильтры, ограничивающие полосу УМ, проявляют себя в звучании далеко не лучшим образом, даже если частота среза существенно выше верхней границы звукового диапазона.

    После неудачных опытов с УМ на дискретных элементах, мой взор обратился к быстродействующим ОУ и интегральным буферам, имеющим наибольший выходной ток. Результаты поиска были неутешительные – все приборы с большим выходным током безнадежно «медленные», а быстродействующие имеют низкое допустимое напряжение питания и не очень большой выходной ток.

    В 2008 году, случайно, в Интернете нашлось дополнение к спецификации на интегральный буфер BUF634T, где самими разработчиками приводилась схема композитного усилителя с тремя такими буферами на выходе, соединенными параллельно (рис. 1) – именно тогда пришла идея спроектировать УМ с большим количеством таких буферов в выходном каскаде.

    BUF634T – это широкополосный (до 180 МГц), сверхбыстродействующий (2000 В/мкс) буфер, построенный на основе параллельного повторителя, имеющий выходной ток 250 мА и ток покоя до 20 мА. Единственный его недостаток, можно сказать, — это низкое напряжение питания (+\- 15 В номинальное и +\- 18 В – максимально допустимое), что накладывает определенные ограничения на амплитуду выходного напряжения.

    Остановил все-таки свой выбор на BUF634T, смирившись с низким выходным напряжением, так как все остальные характеристики буфера и его звуковые свойства меня полностью устраивали, и начал проектировать УМ с максимальной выходной мощностью 20 Вт/4Ом.

    Рис.1

    Выбор количества элементов выходного каскада свелся к тому, чтобы получить УМ, работающий в чистом классе А на нагрузку 8 Ом и обеспечить режимы элементов выходного каскада по току далекие от предельных. Требуемое количество определилось как 40+1. Для дополнительного 41-го буфера был установлен минимальный ток покоя — всего 1.5 мА, а использовать его предполагалось для того, чтобы осуществить первый запуск конструкции еще до установки радиаторов, а также с целью проведения некоторых настроек и экспериментов в более комфортных условиях. Впоследствии оказалось, что это была очень хорошая идея.

    Как известно, параллельное соединение интегральных микросхем не приводит к увеличению общего уровня шума и Кг, но снижается входное сопротивление такого модуля и растет его входная емкость. Первое — не критично: входное сопротивление BUF634T составляет 8 МОм и, соответственно, суммарное не будет ниже 195 кОм, что более чем приемлемо. С входной емкостью ситуация на так радужна: 8 пФ на буфер дает 328 пФ общей входной емкости, что является уже заметной величиной и негативно скажется на работе раскачивающего ОУ (рис. 1). Для глобального снижения выходного сопротивления драйвера оконечного каскада, перед ним был введен еще один ОУ, охваченный собственной петлей ООС. Таким образом, схема выросла в тройной композитный усилитель, но в котором выполнялись все пункты результатов моей «НИР». После многочисленных экспериментов определился состав УН композитного усилителя: AD843 занял место входного ОУ, а мощный быстродействующий ОУ AD811, с токовой ООС, был призван выполнять функции выходного буфера драйверного каскада. Для гарантированного получения требуемого быстродействия УМ (свыше 200 В/мкс) коэффициент усиления AD811 был выбран равным двум, что в идеале удваивало имеющиеся 250 В/мкс у AD843 и позволяло надеяться, что при соответствующей схемотехнике и удачном конструктиве удастся сохранить требуемое значение скорости нарастания выходного напряжения для полной схемы УМ. Забегая вперед, отмечу, что ожидания оправдались – реальное значение этого параметра с буферами на выходе получилось более 250 В/мкс.

    Общая схема усилителя претерпела множество изменений за время настройки и доводки, поэтому приведу сразу финальный вариант, который включает в себя все исправления и доработки (рис. 2).

    Рис. 2

    Структура проста – селектор входов, регулятор громкости, УН, буферный усилитель для записи на магнитофон, оконечный каскад и реле защиты, которое управляется оптоэлектронной схемой задержки подключения АС и защиты их от постоянного напряжения (рис.3). Для компактности, буферы и сопутствующие им резисторы объединены по 10 шт, но нумерация деталей сохранена в полном объеме. Как видно на рис. 2, контактная группа реле защиты УМ (К6) не включена в цепь прохождения звука и замыкает выход на землю во время переходных процессов или возможных аварийных ситуаций.

    Рис. 3

    Для BUF634T такое включение не опасно, тем более что все буферы имеют на выходе по резистору 10 Ом. Во избежание потери устойчивости усилителем, из-за замыкания на землю резистора ОООС (R15), одновременно со срабатыванием реле К6 замыкается и реле К5, образующее временную цепь ОООС драйверного каскада через резистор R14. Если номиналы резисторов R14 и R15 равны, то никаких посторонних щелчков в АС во время работы защиты нет, даже если они чувствительностью свыше 100 дБ.

    Стоит заметить, что первый год эксплуатации усилитель надежно функционировал и без реле К5, и без временной цепи ООС с R14, но мне не давала покоя сама вероятность возникновения самовозбуждения во время работы защиты, поэтому были введены эти дополнительные элементы. Кстати, усилитель прекрасно работает и без охвата оконечного каскада цепью ОООС. Можно убрать резистор R15, реле К5, а резистором R14 замкнуть обратную связь в УН, что я и делал, в качестве эксперимента. Мне так звук понравился меньше – возможно, что это тот вариант, когда от использования сверхбыстродействующей обратной связи получаем больше плюсов, чем минусов.

    На схеме также видно, что один из 4-х входов (вход CD) переводит УМ в режим усилителя постоянного тока (УПТ), а с входа LP (проигрыватель виниловых дисков) реализована функция «Tape Monitor», причем без дополнительных контактных групп в цепи прохождения сигнала. Являюсь поклонником аналоговой записи, поэтому сделал для себя именно так. Если в аудиосистеме нет аналоговых звукозаписывающих устройств, то блок на ОУ IC1 можно исключить.

    На схеме не показаны блокировочные конденсаторы по питанию – они для удобства будут отображены на схеме БП.

    Идеология этого усилителя в значительной степени отличается от классической и основывается на принципе разделения токов – каждый элемент оконечного каскада работает с малым током, в очень комфортном режиме, но достаточное количество этих элементов, включенных параллельно, могут обеспечить данному 20-Ваттному усилителю максимальный ток в нагрузке более 10 А постоянно и до 16 А в импульсе. Таким образом, выходные каскады нагружены во время прослушивания, в среднем, не более чем на 5-7%. Единственное место в усилителе, где могут проходить большие токи, – это две медные шины на плате УМ, ведущие к терминалам для подключения АС, куда сходятся вместе выходы всех BUF634T каждого канала.

    В рамках этой же идеологии был разработан и блок питания УМ (рис.4) – в нем также все силовые элементы работают с относительно небольшими токами, но их тоже много, и в результате суммарная мощность БП в 4 раза превышает максимальную потребляемую усилителем. БП – это одна из самых важных частей в усилителе, которую, с моей точки зрения, стоит рассмотреть подробнее. Усилитель построен по технологии «двойное моно» и поэтому содержит на «борту» два независимых БП для сигнальных цепей, полностью стабилизированных, мощностью по 150 Вт каждый, отдельные стабилизаторы для усилителя напряжения, а также БП для обеспечения сервисных функций, с питанием от отдельного сетевого трансформатора 20 Вт. Все сетевые трансформаторы БП фазированы между собой – при изготовлении трансформаторов были помечены проводники начала и конца первичных обмоток.

    Рис. 4

    Силовая часть каждого канала разделена на 4 двухполярных линии, что позволило снизить ток нагрузки каждого стабилизатора до величины всего 200 мА, и увеличить падение напряжения на них до 10 В. В таком режиме даже простые интегральные стабилизаторы типа LM7815 и LM7915 прекрасно себя зарекомендовали в питании звуковых цепей. Можно было использовать более «продвинутые» микросхемы LT317 и LT337, но в наличии имелось много оригинальных LM7815С и LM7915С от Texas Instruments, с выходом 1.5 А, что и определило выбор. Суммарно, питание сигнальных цепей усилителя обеспечивается с помощью двадцати таких интегральных стабилизаторов – 4 для УН и 16 для ВК (рис.4). Каждая пара стабилизаторов силовой части питает 10 шт. BUF634T. Одна пара стабилизаторов для УН нагружена связкой AD843+AD811 одного канала. RC цепь (R51, C137, к примеру) перед стабилизаторами УН имеет двойное назначение: защищает выпрямитель от броска тока при включении питания УМ и образует фильтр с частотой среза ниже края звукового диапазона (около 18 Гц), который заметно снижает амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения и уровень других помех, что немаловажно для входных каскадов.

    Еще одной особенностью блока питания является то, что основная часть всех конденсаторов фильтра (160000 мкФ из 220000 мкФ) находятся после стабилизаторов, что дает возможность отдавать в нагрузку большой ток, при необходимости. Однако это потребовало введения системы мягкого старта «Soft Start» для защиты стабилизаторов при включении усилителя и начальном заряде батареи емкостей. Как видно на рис. 4, Soft Start реализован достаточно просто, на одном транзисторе (VT1), который с задержкой (порядка 9 с) подключает слаботочное реле К10, включающее, в свою очередь, 4 сильноточных реле К11-К14, с четырьмя группами контактов в каждом, замыкающих 16 ограничивающих ток резисторов номиналом 10 Ом (R20, R21, к примеру). То есть, во время включения усилителя, максимальный пиковый ток каждого стабилизатора жестко ограничен величиной 1.5 А, что является для него нормальным режимом работы. «Soft Start» в первичной цепи 220 В не использую – в случае обрыва ограничивающего ток резистора или потери контакта в местах пайки его выводов возможны тяжелые последствия для всего УМ.

    На БП для сервисных функций возложено подключение сетевого напряжения к основным трансформаторам (реле К8), питание компонентов системы Soft Start, реле селектора входов, напряжение питания которых, кстати, тоже стабилизировано. Реализован также выход +5 В, выведенный на разъем на задней панели УМ, – это уже некий стандарт в моих усилителях для одновременного включения каких-либо внешних блоков. Данный усилитель вполне может работать как усилительно-коммутационное устройство (предварительный усилитель) для более мощных моноблоков, к примеру, которые будут включаться при подаче на них управляющего напряжения +5 В.

    Блок питания усилителя был построен в первую очередь, так как дальнейшее продвижение процесса разработки требовало наличие полноценного БП, чтобы первый запуск, эксперименты и настройку производить в режиме близком к реальным условиям эксплуатации. После успешного запуска всех цепей питания, на плате УМ был собран селектор входов, узел задержки включения и защиты АС, а также композитный усилитель с одним BUF634T (BUF41) на выходе, в качестве оконечного каскада. Как уже упоминалось выше, этот 41-й буфер имеет малый ток покоя и не требует установки на радиатор, но к выходу усилителя теперь запросто подключались наушники, что давало возможность слухового контроля, наряду с измерениями. По окончании отладки схемы с одним выходным буфером в каждом канале, оставалось только впаять остальные 80 шт. и посмотреть, что из этого получится. Никаких гарантий положительного результата у меня не было, да и быть не могло — отсутствовала информация об успешно реализованных подобных проектах других разработчиков. Насколько мне известно, конструкций на параллельных ОУ, имеющих аналогичное быстродействие, ни в России, ни за рубежом нет и сейчас.

    Результат все же оказался положительным. Так как усилитель был собран на жестком шасси из алюминиевых брусков, где были закреплены и все коммутационные разъемы (фото 1), то подключить его к аудиосистеме возможно было и без корпуса. Начались первые прослушивания, но об этом чуть позже — сначала, приведу некоторые параметры:

    Фото 1

    Выходная мощность: 20 Вт/4Ом, 10 Вт/8Ом (класс А)

    Полоса пропускания: 0 Гц – 5 МГц (вход CD)

    1.25Гц — 5 МГц (входы AUX, Tape, LP)

    Скорость нарастания выходного напряжения: более 250 В/мкс

    Коэффициент усиления: 26 дБ

    Выходное сопротивление: 0.004 Ом

    Входное сопротивление: 47 кОм

    Чувствительность входов: 500 мВ

    Отношение сигнал/шум: 113.4 дБ

    Потребляемая мощность: 75 Вт

    Мощность блока питания: 320 Вт

    Габаритные размеры, мм: 450х132х390 (без учета высоты ножек)

    Вес: 18 кг

    На основании параметров, даже не заглядывая в схему, очевидно, что в усилителе отсутствуют входные и выходные фильтры, а также внешние цепи частотной коррекции. Но стоит заметить, что при этом он устойчив и прекрасно работает даже с неэкранированными межблочными кабелями. Достаточно информативна в этом отношении и осциллограмма меандра 2 кГц 5В/дел, на нагрузке 8 Ом при почти максимальном уровне выходного напряжения (Фото 2).

    Фото 2

    С моей точки зрения, это заслуга правильной разводки проводников «земли», а также большая площадь их поперечного сечения: от 4 кв.мм. до 10 кв.мм. (включая дорожки на печатных платах).

    Есть осциллограммы, снятые и на частотах 10кГц, 20кГц и 100кГц, но проверки на высоких частотах проводились с малым уровнем сигнала, поэтому уже сказывалось наличие высокоОмного регулятора громкости на входе, а также R-C цепь Цобеля на выходе УМ, которая еще присутствовала в то время (меандр 100 кГц 50мВ/дел — фото 3).

    Фото 3

    При первом же прослушивании в домашней аудиосистеме стало понятно, что аппарат звучит и что пора заказывать корпус, чтобы можно было поехать с ним на «гастроли»:) С момента завершения работ над проектом и первого прослушивания прошло уже более 5 лет. В течение этого времени были проведены десятки (более 70-ти, по грубым подсчетам) сравнительных прослушиваний усилителя с эксклюзивными ламповыми и транзисторными УМ от известных производителей, а также с авторскими конструкциями высокого уровня. Исходя из полученных экспертных оценок, можно сказать, что усилитель не уступает по натуральности звучания большинству прослушанных двухтактных и однотактных ламповых и транзисторных усилителей, построенных без использования отрицательной обратной связи, но часто существенно их превосходит по музыкальному разрешению. Многие любители лампового звука и приверженцы однотактных УМ без ООС замечали, что в данной конструкции практически не «слышна» работа отрицательной обратной связи и «ничем себя не выдает» наличие в схеме двухтактных выходных каскадов.

    Усилитель подключался к различной акустике – это и АС известных российских производителей: Александра Клячина (модели: MBV (MBS), PM-2, N-1, Y-1), рупорные АС Александра Князева, полочные АС на профессиональных динамиках фирмы Tulip Acoustics, АС иностранных брендов средней и высокой ценовой категории: Klipsh, Jamo, Cerwin Vega, PBN Audio, Monitor Audio, Cabasse и многих других, с разной чувствительностью и входным импедансом, многополосные со сложными и простыми разделительными фильтрами, широкополосные без разделительных фильтров, АС с разным акустическим оформлением. Особых предпочтений выявлено не было, но лучше всего УМ раскрывается на напольной акустике с полноценным НЧ диапазоном и, желательно, чувствительностью повыше, так как выходная мощность невелика.

    На начальном этапе прослушивания организовывались не с целью «спортивного» интереса – их основная задача состояла в выявлении каких-либо артефактов в звучании, которые можно попытаться исправить. Очень информативные и полезные с этой точки зрения прослушивания были в аудиосистеме Александра Клячина, где имелась уникальная возможность оценить звучание усилителя сразу на 4-х различных моделях АС, причем одни из этих АС (Y-1) так понравились, что вскоре стали компонентами моей домашней аудиосистемы (Фото 4). Естественно, что было очень приятно получить высокую оценку своему изделию и некоторые замечания от аудиоэксперта, имеющего огромный опыт.

    Фото 4

    Аудиосистема известного мэтра российского Hi-End Юрия Анатольевича Макарова (фото 5, УМ на прослушивании), построенная в специально оборудованной комнате прослушивания и являющаяся референсной во всех отношениях, внесла основные коррективы в конструкцию данного усилителя: была удалена цепь Цобеля с выхода УМ и основной вход сделан в обход разделительного конденсатора. В этой аудиосистеме слышно все и даже больше, поэтому трудно переоценить ее вклад и советы Юрия Анатольевича в процесс доводки звучания усилителя. Состав его аудиосистемы: источник – транспорт и ЦАП с отдельным блоком питания Mark Levinson 30.6, АС Montana WAS от PBN Audio, бескомпромиссный однотактный ламповый усилитель «Император» и все антифазные кабели конструкции Ю.А. Макарова. Нижняя граничная частота АС Montana WAS 16 Гц (-3 дБ) позволила оценить «вклад» разделительного конденсатора, причем достаточно качественного (MKP Intertechnik Audyn CAP KP-SN), в искажения НЧ диапазона музыкального сигнала, а высочайшее музыкальное разрешение аудиосистемы — услышать негативное влияние выходного фильтра, в виде R-C цепи Цобеля, которая не оказывала никакого влияния на устойчивость усилителя и вскоре была удалена с платы. Подключение внешних низкоОмных регуляторов громкости от 100 Ом до 600 Ом (штатный РГ ставился в положение максимум) дало понимание того факта, что даже высококачественный дискретный регулятор DACT 50 кОм, использованный в моем усилителе, неплохо было бы заменить на меньший номинал (из подключаемых внешних мне показался лучшим РГ 600 Ом), но для этого пришлось бы достаточно много переделывать и было принято решение реализовать это и другие накопившиеся усовершенствования уже в новом проекте.

    Фото 5

    Наверное, стоит упомянуть и об участии усилителя в Выставке в 2011 году (фото 6), как единственного некоммерческого проекта, материал о которой был опубликован в журнале Stereo&Video за январь 2012 года, где УМ был назван «открытием года». Демонстрация шла с АС Tulip Acoustics, имеющих чувствительность 93 дБ при сопротивлении 8 Ом и, как ни странно, имеющихся 10 Вт/8 Ом оказалось достаточно в большом зале с высоким уровнем фонового шума. 10 Вт от усилителя в классе А, у которого каждый Ватт выходной мощности достаточно обеспечен энергоемкостью блока питания, воспринимаются субъективно громче, по моим наблюдениям, чем звучание усилителя с более высокой выходной мощностью, но с оконечными каскадами, содержащимися на «голодном пайке».

    Фото 6

    После Выставки, ко мне участились обращения через электронную почту и личные сообщения форумов от желающих повторить проект, но возникали определенные сложности –информационная поддержка представлялась всем желающим, но мои платы были нарисованы на миллиметровой бумаге, с двух сторон, и не годились для сканирования в файл, так как бумага просвечивалась насквозь, и получался практически нечитаемый рисунок. Без готовой печатной платы повторение конструкции сильно усложнялось и энтузиазм угасал. Теперь, на форуме портала Vegalab.ru, доступна электронная версия платы, автором которой является известный на русскоязычных форумах специалист по разводке печатных плат Владимир Лепехин из Рязани. Плата находится в свободном доступе, ссылка на нее есть в первом посте темы про этот усилитель. Тему найти очень просто: достаточно набрать фразу «Prophetmaster amplifier» в строке поиска Яндекса или другой поисковой программы. Именно на этой плате одному из участников форума Vegalab — Сергею из Гомеля (Serg138) удалось повторить данный проект и получить очень хороший результат. Информацию о данной реализации УМ и фото его конструкции также можно найти в соответствующей теме, по ссылкам в первом посте.

    Несколько советов:

    При выборе электролитических конденсаторов руководствовался собственными измерениями ESR и тока утечки, поэтому стоят оригинальные Jamicon. Специально вставил слово «оригинальные», потому что их очень часто подделывают и многие уже, наверное, сталкивались с некачественными изделиями под маркой этого производителя. А реально, это одни из лучших конденсаторов для использования в питании звуковых цепей.

    Регулятор громкости установлен DACT 50 кОм. Сейчас, я бы выбрал их наименьший номинал – 10 кОм или использовал бы релейный регулятор Никитина с постоянным входным и выходным сопротивлением 600 Ом. РГ типа ALPS RK-27 будет намного хуже и не рекомендуется к использованию.

    В шунтах электролитов установлено, суммарно, более 90 мкФ пленочных конденсаторов. На моих платах «винтажные» Evox 70-х годов, которые достались по случаю, но ничем не хуже будут полипропиленовые Rifa PEH426, Wima MKP4, WimaMKP10.

    Реле рекомендую Finder в силовой части, защитеАС и софтстарте, а для селектора входов нужно использовать только такие реле, у которых в параметрах нормирован минимальный коммутируемый ток. Таких реле выпускается немного моделей, но они есть.

    Отечественные быстродействующие выпрямительные диоды КД213 (10 А) или КД2989 (20 А) в питании оконечного каскада будут лучше большинства импортных.

    Хочу заметить, что схемотехника усилителя достаточно проста, но для работы со столь быстродействующими и широкополосными микросхемами нужны соответствующие навыки и измерительные приборы – функциональный генератор, осциллограф с полосой не менее 30 МГц (лучше — 50 МГц).

    В заключение, хотелось бы сказать, что сделанные мной выводы по результатам проведенных экспериментов, а также в течение работ над данным проектом и последующей его доводки, не претендуют на абсолютную истину. Путей достижения цели, которой в данном случае является качественный звук, достаточно много и каждый из них подразумевает комплекс мер, которые могут не давать положительного результата по отдельности. Поэтому, простых рецептов в этой области не бывает.

    Статья была опубликована в журнале Радиолюбитель, в номерах 7 и 8 за 2014 год.

    Фотографии усилителя на сайте датской компании DACT:

    Как работают ламповые усилители, или Особенности теплого звука

    История

    Радиолампы, как и другие электронные компоненты, имеют богатую историю, в ходе которой произошла заметная эволюция. Началось все в нулевых годах прошлого века, а закатом ламповой эры можно считать шестидесятые годы, когда свет увидела последняя фундаментальная разработка — миниатюрные радиолампы нувисторы, а транзисторы уже начали активно завоевывать рынок. Но из всей истории нас интересуют лишь ключевые этапы, когда были созданы основные типы радиоламп и разработаны основные схемы их включения.

    Первый в мире триод изобретателя Ли де Фореста, 1908 год

    Первой разновидностью радиоламп, разработанной для создания усилителей, были триоды. Цифра 3 слышится в названии не случайно — именно столько активных выводов имеет триод. Принцип работы триода предельно прост. Между анодом и катодом лампы последовательно включаются источник питания и первичная обмотка выходного трансформатора (ко вторичной обмотке которого подключается акустика). Полезный сигнал подается на сетку лампы. При подаче напряжения в схему усилителя между катодом и анодом протекает поток электронов, а расположенная между ними сетка модулирует этот поток соответственно изменениям уровня входящего сигнала.

    В ходе использования триодов в различных отраслях промышленности потребовалось улучшить их характеристики. Одной из таких характеристик была проходная емкость, величина которой ограничивала максимальную рабочую частоту лампы. В процессе решения этой проблемы появились тетроды — радиолампы, имеющие внутри не три, а четыре электрода. Четвертым стала экранирующая сетка, установленная между управляющей сеткой и анодом. Задачу повышения рабочей частоты это решало в полной мере, что вполне удовлетворило создателей технологии, разрабатывавших тетроды для того, чтобы радиостанции и радиоприемники работали в коротковолновом диапазоне, имеющим более высокие несущие частоты нежели средне- и длинноволновый.

    Строение триода

    С точки зрения качества воспроизведения звука тетрод не превзошел триод принципиально, поэтому другая группа ученых, озадаченная вопросами воспроизведения звуковых частот, усовершенствовала тетрод, используя, по сути, тот же подход — просто добавив в конструкцию лампы еще одну дополнительную сетку, располагающуюся между экранирующей сеткой и анодом. Это было необходимо для того, чтобы подавить динатронный эффект — обратную эмиссию электронов от анода к экранирующей сетке. Подключение дополнительной сетки к катоду препятствовало этому процессу, делая выходную характеристику лампы более линейной и повышая выходную мощность. Так появился новый тип ламп: пентод.

    Принцип работы

    Все вышеупомянутые типы ламп в том или ином виде нашли применение в аудиотехнике. При этом пытливые умы аудиоинженеров постоянно искали пути наиболее эффективного их использования. Довольно быстро они пришли к выводу, что место включения экранирующей сетки пентода в схему усилителя — это инструмент, с помощью которого можно принципиально изменить режим его работы. При подключении сетки к катоду мы имеем классический пентодный режим, если же переключить сетку на анод — пентод начинает работать в режиме триода. Это позволяет объединить два типа усилителя в одном с возможностью смены режима с помощью простого переключателя.

    Так работает тетрод

    Но и этим дело не ограничилось. В 1951 году американские инженеры Дэвид Хафлер и Харберт Керос предложили подключать сетку пентода совершенно иным способом: к промежуточным отводам первичной обмотки выходного трансформатора. Такое подключение является чем-то средним между чистым триодным и чистым пентодным включением, давая возможность комбинировать свойства обоих режимов.

    Таким образом, с режимами ламп произошла та же история, что и с классами усиления, когда вслед за «чистыми» классами А и В появился комбинированный класс АВ, сочетающий сильные стороны двух предыдущих.

    Обозначение разных типов ламп по ГОСТу

    В том, что касается сочетания режимов работы ламп и классов усиления, они могут комбинироваться произвольным образом, что приводит к изрядной путанице и даже жарким спорам в рядах неофитов. Не добавляет ясности и тот факт, что разработчики ламповых усилителей в большинстве случаев указывают не класс усилителя, а принцип схемотехники: однотактный — SE (Single Ended) или двухтактный — PP (Push-Pull). В итоге, пентоды и тетроды нередко ассоциируют исключительно с классом АВ и двухтактной схемой в целом, а триод, напротив, считают синонимом класса А и сугубо однотактного включения. На самом же деле, ни что не препятствует переключить усилитель, работающий в классе А, в пентодный или ультралинейный режим, а на паре триодов можно собрать двухтактный усилитель, работающий в классе В или АВ.

    Предпосылкой к неверным ассоциациям является частота использования тех или иных режимов в различных классах усиления. Триоды чаще используют в однотактных схемах и классе А. В свою очередь, пентоды и тетроды лучше подходят для работы в двухтактных схемах, хотя переключение их в триодный режим — реальная опция, встречающаяся на усилителях, работающих в классе АВ, и не имеющая ровным счетом никакого отношения к классу А.

    Плюсы

    Традиционный триодный режим работы лампы имеет как минимум одно значимое преимущество: способность работать без обратной связи. Пентодный режим имеет свои плюсы: большую линейность работы и возможность достигать более высокой мощности. Ультралинейный режим дает возможность отказаться от общей обратной связи и при этом сохранить мощность, близкую к пентодному включению. При этом триод при прочих равных обходит оба варианта по уровню собственного шума лампы.

    Минусы

    Слабые места одних режимов ламп вполне закономерно можно обнаружить там, где проявляются сильные места других. Триодный режим имеет меньший КПД и меньшую линейность, хуже переносит динамические нагрузки. Пентодный и ультралинейный режимы проигрывают по уровню шумов, к тому же на практике оказываются более зависимы от качества выходных трансформаторов. Пентодный усилитель невозможен без общей обратной связи, и она может понадобиться в некоторых вариантах ультралинейного режима.

    Особенности

    С точки зрения качества и характера звучания каждый тип ламп и каждый режим включения имеет свои особенности, настолько очевидные на слух, что даже ультралинейный режим, по факту, не стал золотой серединой. Триоды в чистом виде и триодное включение пентодов обеспечивают наиболее чистый и объемный звук до тех пор, пока дело не дойдет до энергичной музыки с быстрыми и значительными по амплитуде перепадами громкости. Иными словами — для спокойного джаза триоды подходят куда лучше, чем для прослушивания рока.

    Пентодный и ультралинейный режимы, напротив, больше подходят для энергичной музыки, но в ряде случаев звучат недостаточно чисто, точно и детально. Особенно часто эти претензии относятся к пентодному режиму, а в целом характер звучания и пентодного, и ультралинейного режимов нередко сравнивают с транзисторными усилителями.

    Практика

    Ламповая схемотехника — дело тонкое, поэтому большинство производителей упражняются в совершенствовании какого-то одного сочетания режима работы ламп и класса усиления. Стремление разработчиков получать идеальный (согласно их представлениям) звук и следующий за этим отказ от любых альтернативных способов включения ламп вполне понятны, но при поиске испытуемого наша задача состояла как раз в обратном: иметь возможность сравнить один и тот же набор ламп как минимум в двух вариантах включения.

    Это существенно сократило выбор кандидатов, однако, подходящий вариант был найден. Им стал Cayin CS-100A — аппарат, буквально созданный для разного рода экспериментов. Его конструкция допускает использование выходных ламп двух типов: тетродов KT88 и пентодов EL34. При этом есть возможность выбора между триодным и ультралинейным режимом с выходной мощностью 50 или 80 Вт на канал, соответственно. При этом схемотехника усилителя в обоих случаях двухтактная, и работает он в классе АВ.

    Кроме прочего, Cayin CS-100A является хорошим примером современной реализации традиционного лампового усилителя. Он имеет классическую компоновку со съемной решеткой закрывающей лампы, несет на борту выходные трансформаторы солидных размеров, обеспечивающие не только достаточную мощность, но и широкий диапазон воспроизводимых частот. Комплектующие соответствуют современным требованиям качества: в усилителе применяются угольные резисторы, аудиофильские конденсаторы, тороидальный трансформатор питания и проводка серебряным кабелем. Монтаж при этом реализован навесным способом — так же, как это делали более полувека назад. Это является не столько данью истории, сколько способом сокращения путей сигнала. В целом, Cayin CS-100A — это аппарат, в полной мере попадающий под определение лампового High End.

    Звук

    Когда речь идет о High End-компонентах, особенно ламповых, не всегда удается четко провести грань между «усилитель не справился» и «так и было задумано». В конце концов, аудиоинженер в мире High End — это тоже в некотором роде художник и он имеет право на свое собственное представление о том, как должна звучать система. Избежать такого рода недоразумений помогло использование в процессе тестирования двух пар акустических систем, обладающих принципиально разными характеристиками. Специфические признаки недостатка мощности и роста искажений можно было заметить на тяжелой нагрузке и на громкости выше средней, что в общем соответствует заявленным характеристикам. С крупными полочниками или напольниками средних размеров со столь же среднестатистическими параметрами мощности, импеданса и чувствительности Cayin CS-100A вполне справится.

    В триодном режиме усилитель выдает красивое, тембрально насыщенное звучание с богатым верхним и средним басом. Лучше всего звучала спокойная медленная музыка, вокал, аудиофильский джаз, камерная классика малых составов. Вполне можно было получить удовольствие от ранних Beatles и Led Zeppelin. При этом попытки послушать современный рок и металл не увенчались успехом. Звучание гитар было очень густое, тягучее, округлое и не особенно агрессивное. Самый злющий металл подавался так, словно его записывали в начале семидесятых.

    Переключение в ультралинейный режим производится одним нажатием кнопки и меняет картину полностью: рок, металл, танцевальная электроника сбрасывают налет винтажности и начинают звучать не менее энергично, чем на транзисторных усилителях, работающих в классе АВ. В характере остается некоторая теплота и приятная округлость басовых нот, но в весьма умеренных количествах. На медленной музыке и малых составах ультралинейный режим не столь красив и выразителен, как триодный, музыка подается более спокойно и ровно.

    Выводы

    Каждый режим работы лампы в усилителе имеет свои плюсы и минусы, которые дают хорошо различимые на слух отличия в звучании. Учитывая, что ламповая техника — это всегда техника с характером, выбор усилителя, работающего в том или ином режиме (или переключение режимов на самом усилителе), является инструментом пользователя, позволяющим подобрать усилитель согласно индивидуальным предпочтениям.

    Другие материалы цикла:

    Как работает усилитель класса «А», или Истинный High End и много тепла

    Как работает усилитель класса «АВ», или Практичность правит миром

    Как работает усилитель класса «G» и «H», или На ступень выше

    Как работает усилитель класса XD и XA, или Немного экзотики

    Как работает усилитель класса D, или Не такой как все

    Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.

    Другие полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:

    • Как IT-компания боролась за право продавать музыку

    • Как выбрать наушники для домашней Hi-Fi-системы?

    • Пластинка в подарок или бесплатная музыка для любителей колы и готовых завтраков

    Шаг за шагом

    В электронной лампе, так же как и в полупроводниковом триоде, эффект усиления получается благодаря тому, что слабый электрический сигнал управляет протекающим через лампу током (движением зарядов), а этот ток может развивать значительную мощность за счет энергии внешней батареи.

    В отличие от полупроводникового триода, основные процессы в лампе происходят не в микроскопических кристаллах германия или кремния, а в вакууме — в стеклянном (а иногда металлическом или металлокерамическом) баллоне, из которого откачан воздух.

    В полупроводниковом триоде и, в частности, в его эмиттере всегда имеются свободные электрические заряды, то есть заряды, которые могут перемещаться под действием какого-либо напряжения, образуя эмиттерный или коллекторный ток. В вакууме свободных зарядов практически нет, и для их получения в лампу вводится специальная деталь — катод.

    Во многих лампах катод представляет собой металлическую нить (есть и другие типы катодов), по которой пропускают электрический ток (ток накала), подключив к ней небольшую батарею (батарея накала Бн). Под действием тока катод, подобно спирали электроплитки, нагревается до высокой температуры — от 800° до 2500°, в зависимости от типа катода. Как известно, в металле всегда имеется большое количество свободных электронов (это и отличает проводники от изоляторов), которые беспорядочно двигаются в межатомном пространстве. Чем выше температура металла, тем интенсивнее это беспорядочное движение. При высокой температуре катода многие из электронов выходят за его пределы, и в вакууме вблизи катода появляются свободные электрические заряды (рис. 60).

    Теперь заставим свободные электроны, вылетавшие из разогретого катода, упорядоченно двигаться в каком-нибудь определенном направлении, то есть создадим в лампе электрический ток. Для этого поместим в баллон еще один электрод — плоскую металлическую пластинку, расположенную невдалеке от катода. Такой электрод получил название «анод», а двухэлектродная лампа, так же как и полупроводниковый прибор с двумя зонами — n и р, называется диодом.

    Если включить между анодом и катодом батарею (анодная батарея Ба), причем «плюс» ее соединить с анодом, то под действием положительного напряжения на аноде к нему будут двигаться вылетевшие из катода электроны, а на смену им в катод будут поступать электроны из батареи Ба (рис. 61). Таким образом, внутри баллона и во внешней цепи появится ток, получивший название анодного тока. Если сменить полярность анодной батареи, — ее минус подключить к аноду лампы, — то никакого тока в лампе не будет, так как отрицательное напряжение на аноде уже не будет притягивать электроны, обладающие, как известно, отрицательным зарядом (рис. 62).

    Анодный ток в лампе играет ту же роль, что и коллекторный ток в транзисторе: используя энергию батарей, он создает «мощную копию» усиливаемого сигнала. Однако управление током в лампе осуществляется не так, как в полупроводниковом триоде.

    В полупроводниковом триоде коллекторный ток изменяется потому, что под действием усиливаемого сигнала меняется количество зарядов, которые выходят из эмиттера и через базу попадают в коллекторную цепь. Если бы мы хотели таким же образом управлять анодным током в лампе, то нам пришлось бы пропустить усиливаемый ток через катод с тем, чтобы под действием этого тока изменялась температура катода, а следовательно, и количество вылетающих из него электронов. Конечно, такая система практически непригодна хотя бы потому, что усиливаемый сигнал обычно слишком слаб и не может нагреть катод. Кроме того, из-за тепловой инерции катода (на нагревание и остывание катода нужно некоторое время) изменение его температуры не будет поспевать за изменениями усиливаемого сигнала.

    Для управления анодным током в лампу вводится третий электрод — металлическая сетка, которую располагают очень близко к катоду (рис. 63). Поэтому, если между сеткой и катодом действует даже небольшое напряжение, то оно очень сильно влияет на величину анодного тока. Во многих лампах достаточно подать на сетку отрицательное напряжение 5-10 в, которое отталкивает электроны обратно к катоду, чтобы анодный ток прекратился, несмотря на притягивающее действие довольно большого (обычно 50-250 в) положительного напряжения на аноде1. В этом случае говорят, что лампа заперта сеточным напряжением.

    1 Когда говорят о напряжении на каком-либо электроде лампы, например, на сетке или аноде, то имеют ввиду, что это напряжение измерено относительно катода. Иногда для краткости говорят «минус на сетке» или «плюс на катоде», имея ввиду положительное или отрицательное напряжение на соответствующих электродах относительно катода.

    Чем меньше отрицательное напряжение на сетке, тем слабее она отталкивает электроны, тем большее их количество, проскочив сетку, направляется к аноду, тем, следовательно, больше анодный ток. При положительных напряжениях на сетке она не только не мешает, но даже помогает движению электронов к аноду, увеличивая тем самым анодный ток.

    Важно отметить, что при положительных напряжениях на сетке на нее будет попадать часть электронов, которые, пройдя внешнюю сеточную цепь, вернутся на катод (лист 105). Иными словами, при положительных напряжениях на сетке в лампе возникает сеточный ток. График, показывающий, как изменяется анодный и сеточный ток при изменении напряжения на сетке, называется анодно-сеточной характеристикой лампы, а график, в котором имеется несколько кривых, снятых при различных анодных напряжениях, называется семейством характеристик (рис. 65, лист 112).

    Если между сеткой и катодом будет действовать переменное напряжение усиливаемого сигнала, то оно вызовет соответствующие изменения анодного тока. Но изменяющийся анодный ток пока еще никакой пользы не приносит, так же как и не выполняет полезной работы двигающийся по шоссе пустой грузовик. Для того чтобы мощный двигатель грузовика, беспрерывно сжигающий бензин, выполнял какую-то полезную работу, нужно кузов этого автомобиля заполнить тяжелыми грузами. Для того же, чтобы использовать энергию изменяющегося анодного тока электронной лампы, то есть выделить «мощную копию» усиливаемого сигнала, в анодную цепь лампы, так же как и в коллекторную цепь транзистора, включают нагрузку (рис. 64).

    Нагрузка может представлять собой обычное сопротивление, громкоговоритель, колебательный контур, телефон и т. п. (лист 131). Проходя по нагрузке, анодный ток выделит на ней часть своей энергии. Эта энергия будет либо с помощью громкоговорителя или телефона сразу же преобразована в звуковые колебания, либо будет подвергаться дальнейшему усилению с помощью последующих ламп. Как уже говорилось, когда один каскад не дает достаточного усиления, то входной сигнал, несколько усиленный первым каскадом, передается на второй, где он усиливается еще больше, со второго каскада усиливаемый сигнал поступает на третий, и т. д.

    В зависимости от назначения усилительного каскада стремятся получить либо большой переменный ток в нагрузке (для этого сопротивление нагрузки делают маленьким), либо большое переменное напряжение (для этого сопротивление нагрузки делают большим). Однако при любых соотношениях напряжения и тока в нагрузке выделяемая на ней мощность, то есть мощность усиленного сигнала, во много раз больше мощности, затраченной в сеточной цепи на управление анодным током. Попутно заметим, что сеточную цепь электронной лампы обычно называют входной цепью, а анодную — выходной.

    Усилительная лампа, в которой имеется анод, катод и управляющая сетка, получила название «триод» (трехэлектродная лампа). Триод широко применяется в усилителях низкой частоты, а также в аппаратуре УКВ диапазона.

    Наряду со многими достоинствами у триода есть два существенных недостатка. Первый из них состоит в том, что анод и управляющая сетка образуют конденсатор Сас, емкость которого (емкость анод-сетка) обычно составляет несколько пикофарад. Емкость Сас называют проходной емкостью лампы, так как через нее переменный ток «пролезет» из анодной цепи в сеточную (рис. 66). Иными словами, из-за емкости Сас возникает обратная связь между анодом и сеткой (обратное влияние анода на сетку), которая может сильно ухудшить усилительные свойства лампы или привести к самовозбуждению каскада. В результате самовозбуждения (с этим явлением мы подробно познакомимся немного позже) усилитель превращается в генератор и дает на выходе переменное напряжение даже при отсутствии какого-либо входного сигнала.

    Второй недостаток триода связан с тем, что при работе лампы в усилительном каскаде изменяется напряжение на ее аноде и иногда оно может очень сильно уменьшиться (лист 130). Это объясняется тем, что часть напряжения анодной батареи падает (теряется) на сопротивлении анодной нагрузки. Чем больше анодный ток, тем больше падение напряжения на нагрузке и тем меньшая часть напряжения анодной батареи будет подводиться к аноду ламп. Когда под действием усиливаемого сигнала анодный ток сильно возрастает, минимальное напряжение на аноде — Uамин может составлять всего несколько вольт. Из-за уменьшения напряжения на аноде он плохо притягивает электроны, что приводит к нежелательному уменьшению анодного тока.

    Читать дальше — Тетрод, пентод, гептод…

    admin

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Наверх