0

Ламповый стереоусилитель

Ламповые усилители чрезвычайно популярны. Конструкция, описанная в статье, является специфическим и в то же время наиболее пуристическим представителем вида. В усилителе используются только триоды. Усилитель не имеет глобальной петли обратной связи, а решения, используемые в аудисхеме, напоминают конструкции 30-х годов.

Ламповый стереоусилитель

Особенности устройства: простой в изготовлении ламповый усилитель, который, несмотря на простоту конструкции, имеет звук высочайшего качества, позволяющий наслаждаться «ламповым звуком» музыки.

Описание схемы

В усилителе используется две основные лампы. Популярный маломощный триод 6H8C работает на ступени усиления по напряжению, а триод 6C4C напрямую нагревается на ступени мощности. Используемые лампы являются российскими аналогами американских ламп. 6C4C эквивалентен 6B4G (или 6A3, который имеет те же параметры, но другую конфигурацию) и 6H8C — 6SN7. Внешний вид ламп и расположение их клемм показаны на рисунке 1.

Ламповый стереоусилитель

Рис. 1

Такой набор ламп позволяет создать электрически не очень сложный усилитель мощностью около 2,5 Вт, работающий в системе SE, то есть с одним усилительным элементом . Нет двух блоков: предусилителя, задача которого заключается в усилении аудиосигнала до уровня, необходимого для питания силовых ламп и блока питания. Принципиальная схема предусилителя показана на рисунке 2.

Рис. 2

Элементы левого канала имеют символы, заканчивающиеся буквой L, а элементы правого канала — буквой R. Общие элементы обоих каналов не имеют дополнительных обозначений. Входной сигнал от гнезда CON1 / 2 через входной переключатель S1 поступает на потенциометр управления громкостью RV1L / R и, следовательно, на разъем J1 предусилителя. Кроме того, без конденсатора, разделяющего постоянный компонент (практически все устройства имеют разделение, поэтому нет смысла его дублировать) в триодной управляющей сетке V1L. Он работает в автоматической поляризационной схеме, падение напряжения используется для создания отрицательного напряжения на управляющей сетке, что вызывает протекание анодного тока через катодный резистор R3L + RV1L. Чтобы получить максимальный коэффициент усиления для переменного компонента, комплект R3L + RV1L шунтируется с помощью электролитического конденсатора CE2L. Это уменьшает обратную связь, которая возникает после использования катодного резистора. Резистор R6l с конденсатором CE1L обеспечивает дополнительный источник питания для ступеней усиления. Усиленный сигнал на первом этапе приводит в действие второй триод  V1L, работающий в идентичном расположении. Начиная со второй ступени, торцевая лампа V2L управляется через разделительный конденсатор C1L. Цепь анода V2L имеет трансформатор динамика, соответствующий высокому сопротивлению нагрузки, с которым работает лампа, низкому сопротивлению современных динамиков. В представленной  модели это трансформатор Ra = 2,5 кВ / Robc = 8 В. Можно использовать любой другой трансформатор с Ra = 2,5-3 кОм.

Парадокс ламповых схем заключается в том, что сам усилитель имеет простую топологию, в отличие от схем питания. Это особенно очевидно в усилителях SE, где необходимо обеспечить анодное напряжение с минимальным уровнем шума, а при отсутствии обратной связи, снижающей уровень помех, требования еще выше. В классических системах прошлого века проблема адекватных решений фильтрации была связана с использованием многоступенчатых жидкокристаллических схем фильтрации на основе электролитических конденсаторов с емкостью 10 … 47 мФ, доступных в то время, а также дросселей с индуктивностью в несколько десятков генри. Дроссель, несмотря на свою простую конструкцию, является проблематичным элементом для использования не только из-за стоимости и размеров, но в первую очередь из-за поля рассеяния, которое может быть вызвано в выходных трансформаторах, вызывая слышимый сетевой шум. Чтобы избежать влияния рассеянного поля, необходимо использовать магнитные экраны или уменьшить масштаб разводки печатной платы и правильно расположить индукционные элементы. Сегодня, с очень хорошими результатами, дроссель может быть устранен схемой фильтрации активной мощности на основе MOSFET.

В модели используется лампа 6C4C, которая нагревается напрямую, т.е. катод представляет собой нагревательный вывод. Этот тип требует хорошего симметричного альтернативного источника, чтобы гул, излучаемый излучателем, не становился полезным сигналом. Необходимо использовать мощные симметрирующие потенциометры и регулировать уровень шума каждый раз после замены силовых ламп. Этот тип нити накала практически полезен при использовании ламп 2А3, которые эквивалентны 6C4C, но с напряжением накала 2,5 В и током накала 2,5 А. В случае нити 6C4C с 6,3 В / 1 А после многих практических испытаний можно сказать, что жужжания намного легче избежать, когда на нагреватель подается фильтрованное постоянное напряжение. Также, можно отказаться от регулируемой симметризации, заменив ее фиксированным резисторным делителем.

Рис. 3

 

Схема источника питания на рис. 4.

Рис. 4

Как уже упоминалось, напряжение накала ламп выпрямляется диодами Шотки D1x … D4x, фильтруется CE2x и симметрируется резисторами R1x / R2x. Большая емкость конденсатора CE2, в дополнение к улучшению фильтрации, обеспечивает плавное увеличение напряжения накала, исключая вспышки нагревателя при включении. Резистор R3x с конденсатором CE1x является цепью поляризации лампы автоматического питания. Стоит убедиться, что CE1x не является «случайным» элементом из неопределенного источника, так как он напрямую влияет на качество усилителя. Рекомендуются конденсаторы от известных производителей, предпочтительно с температурным режимом 105 °C. Резистор R3x из-за потери мощности требует дополнительного охлаждения и расположен на общем радиаторе с транзистором Q1. Из-за автоматической поляризации было необходимо разделить цепи накаливания ламп для каждого канала. Подача анодного напряжения является общей и состоит из выпрямительного моста на быстрых диодах D1 … D4, тип UF4007, фильтрующих конденсаторов CE1 / CE2 и активной цепи фильтрации с транзистором Q1 STW18NK80Z. Конденсатор CE3 обеспечивает плавный запуск источника питания анода, устраняя необходимость в задержке включения напряжения на аноде. Из-за выделяемого тепла транзистор Q1 устанавливается на радиаторе.

Монтаж усилителя

Усилитель собирается на двух печатных платах. Из-за высоких температур ламп такие элементы, как: трансформаторы динамиков, силовой трансформатор, подставки для ламп, лампы и соединительные розетки, устанавливаются снаружи печатных плат. Печатная плата показана на рисунке 5.

Рис. 5

 

На рисунке 6 показана собранная плата усилителя. Для удобства регулировки потенциометры RV1L / R впаяны в плату со стороны дорожек.

Рис. 6

После визуального осмотра сборки и проверки отсутствия коротких замыканий и правильного расположения элементов можно приступить к установке платы блока питания.

Рис. 7

Предварительно собранная плата питания показана на рис. 8.

Рис. 8

Второй этап сборки — подготовка корпуса и размещение в нем всех элементов. В модели корпус состоит из двух верхних пластин, которые выступают в качестве монтажной платы, на которую опираются все элементы усилителя, а нижняя — накрытия, охватывающего электрические цепи усилителя. Обе платы поддерживаются на рамке из МДФ / ХДФ и облицованы натуральным шпоном. Предложение по изготовлению монтажа показано на рисунке 9.

Рис. 9

Рис. 10

Ввод в эксплуатацию
Собранный усилитель в принципе не требует особой настройки. Перед первым включением устанавливаем потенциометры регулировки громкости в среднее положение и не ставим лампы в разъемы. Если  есть автотрансформатор, его стоит использовать при запуске, постепенно увеличивая напряжение питания до номинального значения. Усилитель должен иметь напряжение накала около 7 В постоянного тока, измеренное непосредственно между выводами 2 и 7 основания ламп. Анодное напряжение 300 … 320 В постоянного тока измеряются на клеммах трансформатора громкоговорителя по массе. Если ничто не вызывает сомнений, можно выключить усилитель.

Перед установкой ламп в разъемы стоит проверить их эффективность и спарить их, чтобы не было расхождений между каналами. Разница в излучении и наклонах характеристик не должна превышать 5%. Подключаем искусственную нагрузку 8 В / 5 Вт к выходам усилителя, устанавливаем потенциометр громкости на минимум. Подключаем усилитель к установленным лампам и проверяем наличие напряжений накала (6,3 В постоянного тока ± 10%), анодного анода 290 … 320 В постоянного тока и напряжений на катушке V2L / R по отношению к массе (они должны быть в диапазоне 45 В ± 10%). После прогрева в течение примерно 30 минут усилители снова проверяются на наличие напряжения. Если все в порядке, можно считать, что усилитель работает правильно. Если есть анализатор искажений или звуковая карта ПК с соответствующим программным обеспечением, можно установить самый низкий уровень нелинейных искажений с помощью потенциометров в RV1L / R. Также можно попытаться оценить уровень искажений с помощью осциллографа, хотя это довольно грубый метод и может использоваться только для оценки правильности формы выходного сигнала. Теперь осталось только подключить усилитель к аудиосистеме и наслаждаться «теплым ламповым звуком».

Автор: Адам Татус






Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.