Нові розробки в схемах УНЧ на лампах. Ламповий УМЗЧ початкового рівня

За багато років техніка звукопідсилення накопичила величезна кількістьтехнічних рішень, що дозволяють отримувати чудові результати, проте не дивлячись ні на що багато конструктори (не тільки радіоаматори, але і серйозні фірми) знову і знову повертаються до витоків - максимально простим з точки зору схемотехніки, але в той же час максимально ефективним рішенням, що дозволяє отримувати якісне звучання. Одне з таких напрямків конструювання - споруда УМЗЧ на вакуумних лампах.

УМЗЧ - Підсилювач Потужності Звуковий Частоти

Однак і тут треба віддавати належне - незважаючи на уявну простоту електричних схем, Отримати "гідне" звучання вдається не кожному. Але якщо досвідченому радіоаматорові невдача принесе лише ще одну монетку в його скарбничку досвіду, то для початківця дана проблема, Будучи його власними силами нерозв'язна, може надовго позбавити його бажання займатися конструюванням. Втім, це вже з області психології ... :)

До уваги початківців конструкторів пропонується досить простий для повторення, а найголовніше - не примхливий і досить якісний ламповий УМЗЧ, в якому використані поширені лампи і деталі, широко застосовувалися в свій час в телевізорах і радіоприймачах.

Підсилювач розроблявся як крайовий (тобто не має в своєму складі ні регуляторів тембру, ні будь-яких інших вузлів, таких як комутатори, коригувальні підсилювачі і т.п.) і спочатку призначався для посилення сигналу, що надходить із звуковою плати комп'ютера, проте вельми непогані (суб'єктивно) характеристики дозволяють його використовувати і для посилення сигналу з інших, більш "серйозних" джерел (CD-програвач, програвач вінілових дисків, магнітофон і т.п.)

Принципова схема одного каналу підсилювача показана на рис.1

Підсилювач двохкаскадний. Перший каскад побудований на одній половинці подвійного тріода 6Н3П (VL1) і являє собою класичний каскад підсилювача напруги. Друга половинка лампи використана у другому каналі підсилювача.

На резисторах R4, R5, завдяки що протікає через них катодного току, створюється напруга зсуву, яке задає режим роботи лампи. Відсутність в ланцюзі катода конденсатора (який зазвичай присутній в промислових конструкціях і включається паралельно катодного резистору) не позбавлене сенсу - це дозволяє отримати в каскаді місцеву ООС, завдяки якій хоча і дещо знижується посилення, але зате підвищується лінійність каскаду. Глибина такої місцевої ООС невелика і визначається співвідношенням величин опорів резисторів R4 і R6. Цей прийом також дозволяє "вбити" і другого зайця - в ланцюг катода дуже зручно подавати напругу загальної ООС, що і зроблено в нашому випадку - сигнал з виходу підсилювача через дільник, утворений резисторами R5 і R4 подається прямо на катод.

Лампа другого каскаду навантажена на вихідний трансформатор - він необхідний для узгодження високого вихідного опору лампи (близько 4,5 кОм) з відносно низкоомной навантаженням. Принцип вибору трансформатора для даної конструкції - "дешево і сердито" - були використані трансформатори типу ТВЗ-1-9, що застосовувалися як в телевізорах, так і в деяких радіоприймачах. Можна використовувати і інші типи вихідних звукових трансформаторів, важливо лише, щоб вони були призначені саме для застосування в однотактний вихідних каскадах. Можна навіть поекспериментувати з трансформаторами типу ТВК (застосовувалися в вихідних каскадах кадрової розгортки), проте треба віддавати собі звіт, що вихідний трансформатор - це чи не найголовніша деталь в ламповому підсилювачі - його якість здебільшого і буде визначати якість підсилювача в цілому.

Коефіцієнт передачі вихідного каскаду по напрузі 0,85 (вимірювалося на навантаженні 4 Ом)

На вході підсилювача застосований фільтр, що не пропускає нижчі частоти звукового діапазону на вхід підсилювача (приблизно від 40 Гц і нижче). Необхідність в такому фільтрі викликана наступними міркуваннями: а) більшість побутових акустичних систем середнього класу мають нижні робочі частоти від 40 до 60 Гц і в принципі не здатні відтворювати сигнал з частотою нижче даного порога - подача на акустичну систему сигналу свідомо нижче її мінімальної робочої частоти лише породжує значні додаткові спотворення через зсув цим сигналом дифузорів гучномовців; б) побутові приміщення відрізняються невеликими розмірами і, як наслідок, на низьких частотахв таких приміщеннях є безліч резонансів, що викликають ефект "бурмотіння" при відтворенні, причому чим менше приміщення, тим більше яскраво виражений цей ефект, тим на більш високих частотахпроявляється резонанс; в) зі зменшенням частоти потужність підсилювача, необхідна для відтворення, повинна збільшуватися (це справедливо для всього діапазону частот) - наприклад, якщо для відтворення з нормальною гучністю сигналу частотою 100 Гц досить 3 Вт, то для відтворення 50 Гц з такою ж гучністю необхідно вже 12 Вт вихідної потужності підсилювача; г) нижня робоча частота більшості промислових звукових трансформаторів становить 40-50 Гц - на більш низьких частотах трансформатор, також як і акустична система, втрачає ефективність (це відбувається через кінцевого значення індуктивності первинної обмотки), а в поєднанні з більшою потужністю понад низькочастотного сигналу також породжує значні спотворення. З урахуванням всього цього, а також того, що Вихідна потужністьпідсилювального однотактного каскаду на лампі 6П14П обмежена величиною 4,5 Вт, і було вирішено використовувати такий фільтр. Звичайно, якщо застосовувати високоякісні трансформатори і акустичні системи, то необхідність у такому фільтрі відпадає. В цьому випадку його можна не монтувати, видаливши для цього R2 і замінивши C2 перемичкою.

Забігаючи вперед, хочеться відзначити, що при порівнянні звучання підсилювача з фільтром і без суб'єктивне перевага завжди віддавалася варіанту підсилювача з фільтром - баси, всупереч прогнозам, більш "пружні" за рахунок усунення перевантаження вихідного каскаду і значного зниження "бурмотіння" приміщення.

Блок живленняпідсилювача досить простий - він представляє собою трансформатор, також узятий від старого лампового телевізора, з випрямлячем анодної напруги (рис.2). Ємність конденсатора фільтра C7 обрана відносно невеликий - це викликано бажанням зменшити піковий струм через діоди випрямляча (не секрет, що діоди випрямляча, що працює на ємнісне навантаження, відкриті тільки на малому проміжку часу в порівнянні з тривалістю полупериода, і в цей час через них тече струм , що значно перевищує середній, споживаний навантаженням). Але так як на невеликій ємності пульсації напруги досить істотні, в підсилювачі (рис.1) застосований фільтр R10 C5, де ємність C5 може бути вже досить великий, щоб ефективно їх пригнічувати. Перший каскад також харчується через такий же фільтр R7 C3, який додатково захищає його від пульсацій напруги живлення, викликаних роботою другого каскаду.

Ланцюжок R11-R14 (рис.1) одна загальна для обох каналів підсилювача і призначена для створення позитивного потенціалу ланцюга розжарення щодо катодів ламп. Це необхідно для зниження фону змінного струму- сильно нагріта нитка розжарення і катод утворюють деяку подобу вакуумного діода, і якщо на катоді щодо нитки напруження буде в якісь моменти часу позитивне напруга, від нитки розжарення до катода потече невеликий струм. Цей струм буде текти і через катодні резистори, викликаючи на них падіння напруги, яке потім буде посилено усіма подальшими каскадами точно також, як і корисний сигнал.

Послідовно включені R11 і R12 виконують ще одну функцію - через них розряджаються ємності фільтрів харчування при виключенні підсилювача.

Сумарний струм, споживаний розжарився ламп, становить 1,85 А. накальную обмотка трансформатора повинна бути розрахована на такий (або більший) струм, в іншому випадку може статися перегрів накальной обмотки трансформатора.

Конструкція і деталі. Обидва канали підсилювача, крім блоку живлення, цілком змонтовані на одній друкованій платі (рис.3). Так як лампи розсіюють досить багато тепла, прагнути отримати високу щільність монтажу немає сенсу. З цієї ж причини в якості матеріалу для друкованої плати бажано застосувати фольгований склотекстоліт - цей матеріал більш температуростоек, ніж текстоліт або гетинакс, і при нагріванні не деформується, що часто трапляється з платами на основі гетинакса.

Резистори можуть бути типів ПС або МЛТ. R1-R5, R13 і R14 можуть бути будь-якої потужності (друкована плата розрахована на установку резисторів типу ПС-0,5 і МЛТ-0,5), R6, R7, R8, R11 і R12 краще взяти потужністю не менше 0,5 Вт (для R7 і R8 це обумовлено не стільки розсіюється на них потужністю, скільки можливістю "прострілу" між витками нарізки в момент подачі живлення на підсилювач). R9 повинен бути потужністю не менше 1 Вт, R10 - 2 Вт. R10 найкраще взяти дротяний - також через можливе пробою в момент включення, але в край разі підійде і МЛТ-2.

Опору резисторів R1, R11-R14 можуть значно відрізнятися від зображених на схемі: R1 може бути від 100 кОм до 1 МОм; R13, R14 від 1 до 100 кОм, але бажано однакового опору; опір R11 може варіюватися від 100 до 470 кОм, причому опір R12 має бути в 5-15 разів менше опору R11. R7 може бути від 2 до 8,2 кОм. Опір R10 збільшувати не варто, але можна застосовувати будь-які резистори в діапазоні від 100 до 220 Ом. Також може варіюватися і опір R6 - від 22 до 75 кОм, однак при цьому потрібно врахувати, що при збільшенні опору R6 необхідно збільшувати і опір R4, в результаті чого дещо зміниться глибина зворотних зв'язків, а отже зміниться чутливість підсилювача. Для встановлення потрібної чутливості потрібно буде підібрати опір R5. Опір R9 змінювати не варто - лише в крайньому випадку можна встановити резистор опором 130 Ом.

На друкованій платі передбачено два місця для резистора R12 (на монтажній схемі позначені як R12 "), підключені паралельно, тому в якості R12 можна використовувати і два резистора з опором великим номінального.

Резистори R4, R5 і R9 для обох каналів не завадить підібрати попарно з найбільш близькими значеннями опорів - це полегшить настройку підсилювача.

Конденсатори C1, C2 і C4 плівкові. C1 і C2 типу К73-9, C4 - К73-17. Ємність C4 може бути від 0,47 до 1,5 мкФ. Робоча напруга конденсаторів C1 і C2 не критично (застосовані конденсатори з напругою 100 В), напруга конденсатора C4 має бути не менше 250 В. Можна застосувати і інші типи конденсаторів, проте при цьому потрібно врахувати, що наприклад металопаперові або слюдяні конденсатори матимуть значно більші габарити, а застосування сегнетоелектричних конденсаторів в звукових ланцюгах неприпустимо через значне п'єзоефекту. Застосування негерметизованих конденсаторів (типу БМТ, МБМ) також неприпустимо через наявність в них струмів витоку. Абсолютно не підходять електролітичні конденсатори.

Конденсатори фільтрів харчування - будь-які відповідні за габаритами електролітичні з робочою напругою не менше 300 В. Ємність C3 повинна бути не менше 10 мкФ (проте в цьому випадку бажано збільшити опір R7 до 5,1-6,2 кОм), ємність C5 зменшувати небажано ( в крайньому випадку можна поставити 220 мкФ). Також небажано зменшення ємності конденсатора фільтра C7 в блоці живлення.

Діоди випрямного моста також можна замінити на будь-які інші, важливо лише щоб при включенні підсилювача вони витримували струм зарядки конденсаторів фільтра (до 2 А), і були розраховані на зворотне напруга не менше 400 В. Цілком підійдуть Д226Г.

Допрацьована панелька ПЛК9

Для розміщення ламп використані панельки типу ПЛ9-2. Підійдуть і інші панельки, які можна встановлювати на друковану плату. При відсутності таких можна використовувати панельки, не пристосовані для друкованого монтажу. Для установки на плату до їх висновків можна підпаяти відрізки товстого одножильного проводу, за допомогою яких панелька і буде встановлена ​​на платі. Однак краще буде доопрацювати безпосередньо висновки панельки, відкусивши гострими бокорезами (кусачками) частину висновку (див. Фото).

Джампери JP1 використані від поламаних системних плат комп'ютерів. Такого ж типу і штирі роз'єму, через який сигнал подається на вхід підсилювача. Для під'єднання вихідного трансформатора і блоку живлення на платі також змонтовані штирі - вони використані від уніфікованих роз'ємів, що використовувалися в телевізорах. Провід до цих штирькам підпоюють, хоча не виключено і застосування роз'ємів.

При монтажі особливу увагу слід приділити приєднанню до загального проводу - все ланцюга загального проводу повинні з'єднуватися або в одній точці, або в строго визначеної послідовності. На друкованій платі така послідовність дотримана - необхідно лише простежити, щоб не було "зайвих" з'єднань.

Номінальна вихідна потужність підсилювача - 3 Вт, максимальна 4 Вт, номінальна вхідна напруга 0,75 В. Цієї потужності цілком достатньо для комфортного прослуховування аудиопрограмм в кімнаті площею 30 м 2 (використовуються акустичні системи 6АС-224, з комплекту радіоли "Кантата-205" ).

Зовнішній вигляд змонтованого на платі підсилювача показаний на фотографії

налагодженняпідсилювача нескладно. Перш за все переконуються в працездатності блоку живлення. Напруга "+275" може бути в межах від 250 до 300 В (в залежності від типу використаного трансформатора). Змінна напруга 6,3 В вважається в межах норми, якщо вона не нижча 6,0 В, але і не вище 6,5 В. Потім до блоку живлення підключають плату підсилювача. Лампи поки не встановлюємо.

Підключивши плату, потрібно перевірити надходять напруги на панельки ламп. У таблиці 1 наведені значення напруг для цього випадку.

Дуже ретельно поставтеся до виміру напруги на 2-й ножі панельки VL2 - там повинен абсолютний "0". Найменше позитивне постійна напруга буде означати тільки одне - конденсатор C4 має витік і повинен бути замінений довключення ламп. Напруга "+49" - це напруга, яке виходить на дільнику R11-R12, і якщо ви змінювали номінали цих резисторів, то воно може бути різна, але в будь-якому випадку воно повинно відповідати напрузі в точці з'єднання R11-R14. Відсутність або значне невідповідність напруги "+275" на будь-якої ніжці говорить про несправності в цьому ланцюзі, як правило про обрив. Звичайно, можуть ще бути несправні C3 або C5, але в цьому випадку наслідок їх несправності буде виражено шляхом обвуглювання резисторів R7 або R10 відповідно.

Якщо все в порядку, відключаємо харчування, підключаємо акустичні системи або еквівалент навантаження (яким може служити резистор опором від 3,9 до 8,2 Ом і розсіюваною потужністю не менше 2 Вт), знімаємо джампер JP1 і встановлюємо лампи. Подаємо харчування на підсилювач і відразу ж знову контролюємо напруги на ніжках 3 ламп VL2. У міру розігріву катодів воно повинно плавно збільшитися до + 6,0..6,1 В і далі залишатися таким - це буде говорити про вихід ламп на нормальний робочий режим. Напруга, вище ніж 6,3 В, говорить про сильне зношування лампи (зменшилася крутизна характеристики, як правило наслідок загазованості всередині балона лампи), занижена напруга (приблизно від 5,8 і нижче) також характерно для довго працювали ламп (втрата емісії) - такі лампи необхідно замінити. Напруги на інших ніжках ламп наведені в таблиці 2. напруги на анодах і катодах VL1 вказані для випадку разомкнутого JP1 - при його установці на місце напруги на анодах знизяться до 110..120 вольт, а на катодах до 1,7..1,8 В.

Якщо напруги укладаються в рамки дозволених, можна спробувати подати на вхід підсилювача сигнал невеликої амплітуди (порядку 25-50 мВ, тому що JP1 знято і чутливість максимальна). У разі успіху залишається лише переконатися, що загальна зворотний зв'язок негативна. Для цього акуратно встановлюємо JP1 на місце. Якщо в при цьому відбудеться самозбудження підсилювача, супроводжуване гучним шумом, виттям або свистом в акустичній системі - в цьому випадку необхідно поміняти кінці вторинної обмотки вихідного трансформатора між собою місцями.

Запобіжні заходи.
1. При будь-яких монтажних роботах пристрій необхідно знеструмлювати. Так як в підсилювачі застосовані накопичувальні конденсатори великої ємності, необхідно дочекатися їх розрядки, яка відбувається протягом 30-40 секунд після вимкнення підсилювача. При випробуваннях блоку живлення окремо від підсилювача будьте уважні - в цьому випадку конденсатор C7 здатний зберігати заряд досить тривалий час (до кількох діб). Для забезпечення розрядки конденсатора паралельно до нього слід тимчасово підпаяти резистор опором від 100 кОм до 1 МОм і потужністю не менше 0,5 Вт. Категорично не рекомендується розряджати конденсатори за допомогою короткого замикання його контактів (наприклад викруткою або пінцетом) - це може привести як до виходу з ладу конденсатора, так і до травми.

2. Лампові підсилювачі, на відміну від транзисторних, не бояться короткого замикання в навантаженні, але зате обрив в ланцюзі навантаження може вивести з ладу вихідний трансформатор. Дуже не рекомендується включати підсилювач при відсутності підключеної до його виходу номінального навантаження (номінальне опір навантаження 4 ... 8 Ом) - це загрожує пробоєм ізоляції первинної обмотки вихідного трансформатора внаслідок її значної індуктивності. Якщо ви збираєтеся експлуатувати підсилювач разом з навушниками - необхідно врахувати це і на час підключення навушників забезпечити паралельне підключення еквівалента навантаження, яким може служити звичайний резистор опором від 3,9 до 8,2 Ом і розсіюваною потужністю не менше 2 Вт. Будь-які ж перемикання навантаження, при яких можливий нехай навіть короткочасний розрив її ланцюга, необхідно виконувати тільки при вимкненому живленні підсилювача.

3. Вихідні пентоди 6П14П при роботі дуже гарячі. Чи не обпечіться

література:
1. Д.С.Гурлев. Довідник по електронних приладів. - "Технiка", Київ, 1966 р
2. М.Кіреев. Радіоаматорський High-End. 40 кращих конструкцій лампових УМЗЧ за 40 років. "Радіоаматор", Київ, 1999 г.

список радіоелементів

За багато років техніка звукопідсилення накопичила величезну кількість технічних рішень, що дозволяють отримувати чудові результати, проте не дивлячись ні на що багато конструктори (не тільки радіоаматори, але і серйозні фірми) знову і знову повертаються до витоків - максимально простим з точки зору схемотехніки, але в той Водночас максимально ефективним рішенням, що дозволяє отримувати якісне звучання. Одне з таких напрямків конструювання - споруда УМЗЧ на вакуумних лампах.

Однак і тут треба віддавати належне - незважаючи на уявну простоту електричних схем, отримати "гідне" звучання вдається не кожному. Але якщо досвідченому радіоаматорові невдача принесе лише ще одну монетку в його скарбничку досвіду, то для початківця дана проблема, будучи його власними силами нерозв'язна, може надовго позбавити його бажання займатися конструюванням. Втім, це вже з області психології ... :)

До уваги початківців конструкторів пропонується досить простий для повторення, а найголовніше - не примхливий і досить якісний ламповий УМЗЧ, в якому використані поширені лампи і деталі, широко застосовувалися в свій час в телевізорах і радіоприймачах.

Підсилювач розроблявся як крайовий (тобто не має в своєму складі ні регуляторів тембру, ні будь-яких інших вузлів, таких як комутатори, коригувальні підсилювачі і т.п.) і спочатку призначався для посилення сигналу, що надходить із звуковою плати комп'ютера, проте вельми непогані (суб'єктивно) характеристики дозволяють його використовувати і для посилення сигналу з інших, більш "серйозних" джерел (CD-програвач, програвач вінілових дисків, магнітофон і т.п.)

Принципова схема одного каналу підсилювача показана на рис.1.

Рис.1 Схема лампового підсилювача початкового рівня

Підсилювач двохкаскадний. Перший каскад побудований на одній половинці подвійного тріода 6Н3П (VL1) і являє собою класичний каскад підсилювача напруги. Друга половинка лампи використана у другому каналі підсилювача.

Рис.2 Цокольовка лампи 6Н3П

На резисторах R4, R5, завдяки що протікає через них катодного току, створюється напруга зсуву, яке задає режим роботи лампи. Відсутність в ланцюзі катода конденсатора (який зазвичай присутній в промислових конструкціях і включається паралельно катодного резистору) не позбавлене сенсу - це дозволяє отримати в какскаде місцеву ООС, завдяки якій хоча і дещо знижується посилення, але зате підвищується лінійність каскаду. Глибина такої місцевої ООС невелика і визначається співвідношенням величин опорів резисторів R4 і R6. Цей прийом також дозволяє "вбити" і другого зайця - в ланцюг катода дуже зручно подавати напругу загальної ООС, що і зроблено в нашому випадку - сигнал з виходу підсилювача через дільник, утворений резисторами R5 і R4 подається прямо на катод.

Лампа другого каскаду навантажена на вихідний трансформатор - він необхідний для узгодження високого вихідного опору лампи (близько 4,5 кОм) з відносно низкоомной навантаженням. Принцип вибору трансформатора для даної конструкції - "дешево і сердито" - були використані трансформатори типу ТВЗ-1-9, що застосовувалися як в телевізорах, так і в деяких радіоприймачах. Можна використовувати і інші типи вихідних звукових трансформаторів, важливо лише, щоб вони були призначені саме для застосування в однотактний вихідних каскадах. Можна навіть поекспериментувати з трансформаторами типу ТВК (застосовувалися в вихідних каскадах кадрової розгортки), проте треба віддавати собі звіт, що вихідний трансформатор - це чи не найголовніша деталь в ламповому підсилювачі - його якість здебільшого і буде визначати якість підсилювача в цілому.

Коефіцієнт передачі вихідного каскаду по напрузі 0,85 (вимірювалося на навантаженні 4 Ом)

На вході підсилювача застосований фільтр, що не пропускає нижчі частоти звукового діапазону на вхід підсилювача (приблизно від 40 Гц і нижче). Необхідність в такому фільтрі викликана наступними міркуваннями: а) більшість побутових акустичних систем середнього класу мають нижні робочі частоти від 40 до 60 Гц і в принципі не здатні відтворювати сигнал з частотою нижче даного порога - подача на акустичну систему сигналу свідомо нижче її мінімальної робочої частоти лише породжує значні додаткові спотворення через зсув цим сигналом дифузорів гучномовців; б) побутові приміщення відрізняються невеликими розмірами і, як наслідок, на низьких частотах в таких приміщеннях є безліч резонансів, що викликають ефект "бурмотіння" при відтворенні, причому чим менше приміщення, тим більше яскраво виражений цей ефект, тим на більш високих частотах проявляється резонанс; в) зі зменшенням частоти потужність підсилювача, необхідна для відтворення, повинна збільшуватися (це справедливо для всього діапазону частот) - наприклад, якщо для відтворення з нормальною гучністю сигналу частотою 100 Гц досить 3 Вт, то для відтворення 50 Гц з такою ж гучністю необхідно вже 12 Вт вихідної потужності підсилювача; г) нижня робоча частота більшості промислових звукових трансформаторів становить 40-50 Гц - на більш низьких частотах трансформатор, також як і акустична система, втрачає ефективність (це відбувається через кінцевого значення індуктивності первинної обмотки), а в поєднанні з більшою потужністю понад низькочастотного сигналу також породжує значні спотворення. З урахуванням всього цього, а також того, що вихідна потужність підсилювального однотактного каскаду на лампі 6П14П обмежена величиною 4,5 Вт, і було вирішено використовувати такий фільтр. Звичайно, якщо застосовувати високоякісні трансформатори і акустичні системи, то необхідність у такому фільтрі відпадає. В цьому випадку його можна не монтувати, видаливши для цього R2 і замінивши C2 перемичкою.

Забігаючи вперед, хочеться відзначити, що при порівнянні звучання підсилювача з фільтром і без суб'єктивне перевага завжди віддавалася варіанту підсилювача з фільтром - баси, всупереч прогнозам, більш "пружні" за рахунок усунення перевантаження вихідного каскаду і значного зниження "бурмотіння" приміщення.

Блок живленняпідсилювача досить простий - він представляє собою трансформатор, також узятий від старого лампового телевізора, з випрямлячем анодної напруги (рис.3). Ємність конденсатора фільтра C7 обрана відносно невеликий - це викликано бажанням зменшити піковий струм через діоди випрямляча (не секрет, що діоди випрямляча, що працює на ємнісне навантаження, відкриті тільки на малому проміжку часу в порівнянні з тривалістю полупериода, і в цей час через них тече струм , що значно перевищує середній, споживаний навантаженням). Але так як на невеликій ємності пульсації напруги досить істотні, в підсилювачі (рис.1) застосований фільтр R10 C5, де ємність C5 може бути вже досить великий, щоб ефективно їх пригнічувати. Перший каскад також харчується через такий же фільтр R7 C3, який додатково захищає його від пульсацій напруги живлення, викликаних роботою другого каскаду.

Мал. 3 Принципова схема блоку живлення УМЗЧ

Ланцюжок R11-R14 (рис.1) одна загальна для обох каналів підсилювача і призначена для створення позитивного потенціалу ланцюга розжарення щодо катодів ламп. Це необхідно для зниження фону змінного струму - сильно нагріта нитка розжарення і катод утворюють деяку подобу вакуумного діода, і якщо на катоді щодо нитки напруження буде в якісь моменти часу позитивне напруга, від нитки розжарення до катода потече невеликий струм. Цей струм буде текти і через катодні резистори, викликаючи на них падіння напруги, яке потім буде посилено усіма подальшими каскадами точно також, як і корисний сигнал.

Послідовно включені R11 і R12 виконують ще одну функцію - через них розряджаються ємності фільтрів харчування при виключенні підсилювача.

Сумарний струм, споживаний розжарився ламп, становить 1,85 А. накальную обмотка трансформатора повинна бути розрахована на такий (або більший) струм, в іншому випадку може статися перегрів накальной обмотки трансформатора.

Конструкція і деталі. Обидва канали підсилювача, крім блоку живлення, цілком змонтовані на одній друкованій платі ( рис.4). Так як лампи розсіюють досить багато тепла, прагнути отримати високу щільність монтажу немає сенсу. З цієї ж причини в якості матеріалу для друкованої плати бажано застосувати фольгований склотекстоліт - цей матеріал більш температуростоек, ніж текстоліт або гетинакс, і при нагріванні не деформується, що часто трапляється з платами на основі гетинакса.

Мал. 4. Друкована плата лампового підсилювача початкового рівня

Резистори можуть бути типів ПС або МЛТ. R1-R5, R13 і R14 можуть бути будь-якої потужності (друкована плата розрахована на установку резисторів типу ПС-0,5 і МЛТ-0,5), R6, R7, R8, R11 і R12 краще взяти потужністю не менше 0,5 Вт (для R7 і R8 це обумовлено не стільки розсіюється на них потужністю, скільки можливістю "прострілу" між витками нарізки в момент подачі живлення на підсилювач). R9 повинен бути потужністю не менше 1 Вт, R10 - 2 Вт. R10 найкраще взяти дротяний - також через можливе пробою в момент включення, але в крайньому випадку підійде і МЛТ-2.

Опору резисторів R1, R11-R14 можуть значно відрізнятися від зображених на схемі: R1 може бути від 100 кОм до 1 МОм; R13, R14 від 1 до 100 кОм, але бажано однакового опору; опір R11 може варіюватися від 100 до 470 кОм, причому опір R12 має бути в 5-15 разів менше опору R11. R7 може бути від 2 до 8,2 кОм. Опір R10 збільшувати не варто, але можна застосовувати будь-які резистори в діапазоні від 100 до 220 Ом. Також може варіюватися і опір R6 - від 22 до 75 кОм, однак при цьому потрібно врахувати, що при збільшенні опору R6 необхідно збільшувати і опір R4, в результаті чого дещо зміниться глибина зворотних зв'язків, а отже зміниться чутливість підсилювача. Для встановлення потрібної чутливості потрібно буде підібрати опір R5. Опір R9 змінювати не варто - лише в крайньому випадку можна встановити резистор опором 130 Ом.

На друкованій платі передбачено два місця для резистора R12 (на монтажній схемі позначені як R12), підключені паралельно, тому в якості R12 можна використовувати і два резистора з опором великим номінального.

Резистори R4, R5 і R9 для обох каналів не завадить підібрати попарно з найбільш близькими значеннями опорів - це полегшить настройку підсилювача.

Конденсатори C1, C2 і C4 плівкові. C1 і C2 типу К73-9, C4 - К73-17. Ємність C4 може бути від 0,47 до 1,5 мкФ. Робоча напруга конденсаторів C1 і C2 не критично (застосовані конденсатори з напругою 100 В), напруга конденсатора C4 має бути не менше 250 В. Можна застосувати і інші типи конденсаторів, проте при цьому потрібно врахувати, що наприклад металопаперові або слюдяні конденсатори матимуть значно більші габарити, а застосування сегнетоелектричних конденсаторів в звукових ланцюгах неприпустимо через значне п'єзоефекту. Застосування не герметизованих конденсаторів (типу БМТ, МБМ) також неприпустимо через наявність в них струмів витоку. Абсолютно не підходять електролітичні конденсатори.

Конденсатори фільтрів харчування - будь-які відповідні за габаритами електролітичні з робочою напругою не менше 300 В. Ємність C3 повинна бути не менше 10 мкФ (проте в цьому випадку бажано збільшити опір R7 до 5,1-6,2 кОм), ємність C5 зменшувати небажано ( в крайньому випадку можна поставити 220 мкФ). Також небажано зменшення ємності конденсатора фільтра C7 в блоці живлення.

Діоди випрямного моста також можна замінити на будь-які інші, важливо лише щоб при включенні підсилювача вони витримували струм зарядки конденсаторів фільтра (до 2 А), і були розраховані на зворотне напруга не менше 400 В. Цілком підійдуть Д226Г.

Для розміщення ламп використані панельки типу ПЛ9-3п. Підійдуть і інші панельки, які можна встановлювати на друковану плату. При відсутності таких можна використовувати панельки, не пристосовані для друкованого монтажу. Для установки на плату до їх висновків можна підпаяти відрізки товстого одножильного проводу, за допомогою яких панелька і буде встановлена ​​на платі. Однак краще буде доопрацювати безпосередньо висновки панельки, відкусивши гострими бокорезами (кусачками) частину виведення.

Джампери JP1 використані від поламаних системних плат комп'ютерів. Такого ж типу і штирі роз'єму, через який сигнал подається на вхід підсилювача. Для під'єднання вихідного трансформатора і блоку живлення на платі також змонтовані штирі - вони використані від уніфікованих роз'ємів, що використовувалися в телевізорах. Провід до цих штирькам підпоюють, хоча не виключено і застосування роз'ємів.

При монтажі особливу увагу слід приділити приєднанню до загального проводу - все ланцюга загального проводу повинні з'єднуватися або в одній точці, або в строго визначеної послідовності. На друкованій платі така послідовність дотримана - необхідно лише простежити, щоб не було "зайвих" з'єднань.

Номінальна вихідна потужність підсилювача - 3 Вт, максимальна 4 Вт, номінальна вхідна напруга 0,75 В. Цієї потужності цілком достатньо для комфортного прослуховування аудиопрограмм в кімнаті площею 30 м 2 (використовуються акустичні системи 6АС-224, з комплекту радіоли "Кантата-205" ).

Зовнішній вигляд змонтованого на платі підсилювача показаний на фотографії.

налагодженняпідсилювача нескладно. Перш за все переконуються в працездатності блоку живлення. Напруга "+275" може бути в межах від 250 до 300 В (в залежності від типу використаного трансформатора). Змінна напруга 6,3 В вважається в межах норми, якщо вона не нижча 6,0 В, але і не вище 6,5 В. Потім до блоку живлення підключають плату підсилювача. Лампи поки не встановлюємо.

Підключивши плату, потрібно перевірити надходять напруги на панельки ламп. У таблиці 1 наведені значення напруг для цього випадку.

Дуже ретельно отнесітель до виміру напруги на 2-й ножі панельки VL2 - там повинен абсолютний "0". Найменше позитивне постійна напруга буде означати тільки одне - конденсатор C4 має витік і повинен бути замінений довключення ламп. Напруга "+49" - це напруга, яке виходить на дільнику R11-R12, і якщо ви змінювали номінали цих резисторів, то воно може бути різна, але в будь-якому випадку воно повинно відповідати напрузі в точці з'єднання R11-R14. Відсутність або значне невідповідність напруги "+275" на будь-якої ніжці говорить про несправності в цьому ланцюзі, як правило про обрив. Звичайно, можуть ще бути несправні C3 або C5, але в цьому випадку наслідок їх несправності буде виражено шляхом обвуглювання резисторів R7 або R10 відповідно.

Якщо все в порядку, відключаємо харчування, підключаємо акустичні системи або еквівалент навантаження (яким може служити резистор опором від 3,9 до 8,2 Ом і розсіюваною потужністю не менше 2 Вт), знімаємо джампер JP1 і встановлюємо лампи. Подаємо харчування на підсилювач і відразу ж знову контролюємо напруги на ніжках 3 ламп VL2. У міру розігріву катодів воно повинно плавно збільшитися до + 6,0..6,1 В і далі залишатися таким - це буде говорити про вихід ламп на нормальний робочий режим. Напруга, вище ніж 6,3 В, говорить про сильне зношування лампи (зменшилася крутизна характеристики, як правило наслідок загазованості всередині балона лампи), занижена напруга (приблизно від 5,8 і нижче) також характерно для довго працювали ламп (втрата емісії) - такі лампи необхідно замінити. Напруги на інших ніжках ламп наведені в таблиці 2. напруги на анодах і катодах VL1 вказані для випадку разомкнутого JP1 - при його установці на місце напруги на анодах знизяться до 110..120 вольт, а на катодах до 1,7..1,8 В.

Якщо напруги укладаються в рамки дозволених, можна спробувати подати на вхід підсилювача сигнал невеликої амплітуди (порядку 25-50 мВ, тому що JP1 знято і чутливість максимальна). У разі успіху залишається лише переконатися, що загальна зворотний зв'язок негативна. Для цього акуратно встановлюємо JP1 на місце. Якщо в при цьому відбудеться самозбудження підсилювача, супроводжуване гучним шумом, виттям або свистом в акустичній системі - в цьому випадку необхідно поміняти кінці вторинної обмотки вихідного трансформатора між собою місцями.

Запобіжні заходи.
1. При будь-яких монтажних роботах пристрій необхідно знеструмлювати. Так як в підсилювачі застосовані накопичувальні конденсатори великої ємності, необхідно дочекатися їх розрядки, яка відбувається протягом 30-40 секунд після вимкнення підсилювача. При випробуваннях блоку живлення окремо від підсилювача будьте уважні - в цьому випадку конденсатор C7 здатний зберігати заряд досить тривалий час (до кількох діб). Для забезпечення розрядки конденсатора паралельно до нього слід тимчасово підпаяти резистор опором від 100 кОм до 1 МОм і потужністю не менше 0,5 Вт. Категорично не рекомендується розряджати конденсатори за допомогою короткого замикання його контактів (наприклад викруткою або пінцетом) - це може привести як до виходу з ладу конденсатора, так і до травми.
2. Лампові підсилювачі, на відміну від транзисторних, не бояться короткого замикання в навантаженні, але зате обрив в ланцюзі навантаження може вивести з ладу вихідний трансформатор. Дуже не рекомендується включати підсилювач при відсутності підключеної до його виходу номінального навантаження (номінальне опір навантаження 4 ... 8 Ом) - це загрожує пробоєм ізоляції первинної обмотки вихідного трансформатора внаслідок її значної індуктивності. Якщо ви збираєтеся експлуатувати підсилювач разом з навушниками - необхідно врахувати це і на час підключення навушників забезпечити паралельне підключення еквівалента навантаження, яким може служити звичайний резистор опором від 3,9 до 8,2 Ом і розсіюваною потужністю не менше 2 Вт. Будь-які ж перемикання навантаження, при яких можливий нехай навіть короткочасний розрив її ланцюга, необхідно виконувати тільки при вимкненому живленні підсилювача.
3. Вихідні пентоди 6П14П при роботі дуже гарячі. Чи не обпечіться :-)

Л І Т Е Р А Т У Р А

1. Д.С.Гурлев. Довідник по електронних приладів. - "Технiка", Київ, 1966 р
2. М.Кіреев. Радіоаматорський High-End. 40 кращих конструкцій лампових УМЗЧ за 40 років. "Радіоаматор", Київ, 1999 г.

А. Ковальов р Тюмень

У статті пропонуються два варіанти лампових підсилювачів потужності звукової частоти. Особливість представлених конструкцій - гальванічна зв'язок між каскадами. Автори зробили спробу знайти оптимальне поєднання простоти, якості та повторюваності УМЗЧ з однотактних вихідним каскадом потужністю до 8 Вт на канал.

Найчастіше при оцінці звуковідтворювальної системи слухач свідомо чи несвідомо орієнтується на суб'єктивні відчуття, що визначають якість звучання. При цьому використовуються такі характеристики, як природність, "прозорість", "м'якість" звучання, "швидкість" (виразність) баса, деталізація музику, яку Ви тощо. Зрозуміло, що з певною часткою умовності ці характеристики можна пов'язати з об'єктивними параметрами цієї системи - амплітудно -частотной характеристикою (АЧХ), коефіцієнтами гармонійних і інтермодуляціонних спотворень, рівнем шуму і фону, коефіцієнтом демпфірування АС і ін. Кожен із запропонованих тут лампових УМЗЧ, з нашої точки зору, можна розглядати як поєднання прийнятної якості звучання, непоганих технічних параметрів і порівняльної простоти схемного рішення.

Перший підсилювач - однотактний, на лампі Г-807 (на рис. 1 схема одного з каналів стереофонічного підсилювача). Він являє собою модернізацію підсилювача "Profundo". Тут застосований додатково катодний повторювач, зібраний на тріодної частини комбінованої радіолампи VL1 (6Ф1П). Таке включення дозволяє узгодити роботу вхідного і вихідного каскадів з метою виключити спад АЧХ в області ВЧ і зменшити нелінійні спотворення переважно в області НЧ, що виникають в такій схемі при безпосередньому з'єднанні анода пентода і керуючої сітки Г-807.

Мал. 1. Схема одного з каналів стереофонічного підсилювача

Як і в першому варіанті "Profundo", все каскади підсилювача охоплені ланцюгом наступних один за одним місцевих зворотних зв'язків. Місцева позитивний зворотний зв'язок (ПОС) необхідна не тільки для виключення оксидного конденсатора з ланцюга катода VL1.1, але і для поліпшення відтворення низьких частот ( "швидкий" бас). В її ланцюга утворений дільник напруги R7R5, до якого підключена екранна сітка тетрода. Конденсатор C1 не обов'язковий, але може служити для усунення можливих шумів при переміщенні движка резистора R1. Вихідний каскад зібраний по ультралінейной схемою, яка знижує його нелінійні спотворення і вихідний опір.

У блоці живлення УМЗЧ I використаний уніфікований трансформатор ТС-180 (від старих телевізорів). Випрямляч виконаний на напівпровідникових діодах VD1, VD2 за симетричною схемою подвоєння напруги. Мала глибина загальної зворотнього зв'язкуне забезпечує істотного придушення фону від пульсацій анодного напруги, тому в блоці живлення застосовані П-подібні фільтри з дроселями.

Налагодження УМЗЧ проводять або за методикою, описаною в статті, або (при відсутності приладів) підстроюванням резистором R4 до досягнення максимального неспотвореного на слух сигналу. Струм спокою анода лампи Г-807, що дорівнює 70 мА, можна коригувати підбором резистора r8. Зсув на керуючій сітці вихідної лампи щодо катода - близько -20 В.

Цей УМЗЧ дозволяє застосувати вихідний трансформатор з відносно невеликим магнитопроводом без втрат нижчих частот. Як BA1 може бути використана широкосмугова високочутлива (90 ... 100 дБ / Вт / м) динамічна головка.

На рис. 2 представлена ​​схема однотактного УМЗЧ II на тріодах 6С41С в вихідному каскаді (один з двох каналів стереопідсилювача). Посилення першого каскаду здійснюється тетродом VL1 (6Е5П), з анода якого сигнал надходить на сітку вихідної лампи VL2 (6С41С). Сигнал з середини вторинної обмотки вихідного трансформатора T1 через конденсатор С2 надходить на екранну сітку VL1, утворюючи петлю ПОС. Вона додатково збільшує посилення НЧ сигналу з допомогою контуру LC2 (де L - індуктивність половини вторинної обмотки трансформатора Т1), т. Е. Виконує коригувальну функцію в області нижчих частот звукового діапазону. При цьому резонансна частота контуру може бути оцінена як f peз = 1 / (2π√LC2). ООС утворена резистором R6 на екранну сітку VL1. ООС зменшує нелінійні спотворення і запобігає самозбудження підсилювача на низьких частотах.

Мал. 2. Схема однотактного УМЗЧ II на тріодах 6С41С

У блоці живлення цього підсилювача для вихідного каскаду застосований випрямляч на напівпровідникових діодах (по мостовій схемі), а для першого каскаду (на тетроді VL1) використовується однопо-луперіодний випрямляч на діодах VD5, VD6 з конденсаторами С3, С5. Як мережевого трансформатора в блоці живлення для обох УМЗЧ можна застосувати з достатнім запасом по потужності трансформатор ТС-180 (або його модифікації, наприклад, ТС-180-2), відповідним чином з'єднавши вторинні обмотки для отримання необхідного змінної напруги (63 + 63 + 42 В).

Налагодження підсилювача виробляють установкою для VL2 струму спокою I 0 = 120 мА підбором резистора R3. При цьому напруга зсуву на сітці вихідної лампи щодо катода має бути близько -75 В.

Лінії по переробці мережевого і вихідних трансформаторів слід розміщувати в корпусі взаємно перпендікуярно для мінімізації магнітної зв'язку через поле розсіювання.

Параметри всіх УМЗЧ наведено в табл. 1. Вони виміряні за допомогою осцилографа С-107, мілівольтметра В3-38, генератора Г3-118 і режекторного фільтра, що входить в його комплект.

Таблиця 1. Параметри УМЗЧ

* До г всіх УМЗЧ на їх номінальної вихідної потужності (f = 1 кГц) не перевищує 1,6%.

На рис. 3 наведені АЧХ двох пропонованих підсилювачів. Для УМЗЧ I АЧХ виміряна при його номінальної потужностіР ном = 5 Вт (тут і далі - на частоті f = 1 кГц), для УМЗЧ II - при потужності Р ном = 6 Вт.

Мал. 3. АЧХ двох підсилювачів

У табл. 2 приведені параметри вихідних трансформаторів для ламп, що використовуються в УМЗЧ I і II.

Таблиця 2. Параметри вихідних трансформаторів для ламп, що використовуються в УМЗЧ I і II

Для продовження терміну служби радіоламп бажано встановити вимикач (тумблер), через який подають напругу на аноди ламп приблизно через 20 секунд після включення їх напруження.

Дроселі L1 і L2 на рис. 1 і рис. 2 можуть бути замінені уніфікованими Д31-5-0,14. Якщо їх немає в наявності, можна використовувати дроселі Др-1,2 - 0,16 і їм подібні, однак при цьому в УМЗЧ II слід збільшити ємність конденсаторів С4, С6 і С7 до 300 мкФ.

В обох конструкціях УМЗЧ застосовані змінні резистори R1 з кривою регулювання типу B. Решта резистори - МЛТ або імпортні. Потужний резистор R8 (2,4 кОм) на схемі рис. 1 - наприклад, ПЕВ-10 або імпортний більшої потужності. Допуск розкиду номіналів резисторів - ± 10%. Подстро-ечний резистор - СП-2-2-0,5, сп-3-9 і т. П., Бажано зі стопором осі.

Оксидні конденсатори - наприклад, К50-12, К50-17, К50-31 та аналогічні (або імпортні). Конденсатор на вході УМЗЧ можна вибрати з плівкових (наприклад, серії К73-9) або паперових (серії К40У-9), хоча його вплив на звук менш відчутно, ніж міжкаскадного (в обох підсилювачах зв'язок між каскадами безпосередня, без конденсаторів).

При складанні і налагодженні підсилювачів слід дотримуватися граничної уважність і обережність ( висока напруга). Питання усунення фону змінного струму добре викладені в і.

Для оформлення підсилювача можна скористатися рекомендаціями, викладеними, наприклад, в. Додамо, що шасі УМЗЧ можна виготовити з алюмінію або сталі товщиною відповідно 1,5 і 0,5 ... 0,8 мм. Вхідні роз'єми RCA ( "тюльпани"), вихідні клеми - з різьбленням. Під-строечний резистор в ланцюзі катода бажано розташувати якомога ближче до вхідних лампі. Його корпус з'єднують із загальним проводом або екранують. Провід накальних ланцюгів скручують між собою.

Психоакустичні характеристики кожного з описуваних УМЗЧ мають свої особливості. На наш погляд, першого УМЗЧ властиві детальність і прозорість звукової палітри, другого - поєднання м'якості басового регістра з чіткістю високочастотних компонентів звучання. Загальна характерна риса обох конструкцій - "теплота" звучання, як прийнято говорити про звук з ламповими підсилювачами.

література

1. Ахматов С., Санніков Д. "Profundo" - ламповий підсилювачзвуковий частоти. - Радіо, 2012, № 5, с. 16, 17.

2. Адаменко М. В. Секрети лампових підсилювачів низької частоти. - М .: NT Press. 2007.

3. Сімулкін С. Секрети лампової High-End технології. - Радіохоббі, 1999, №4, С.49-52.