Ламповый усилитель с низковольтным питанием. Делаем сами
Вариант 1 (на 6Н6П)
Интерес к ламповым усилителям не пропадает и по сегодняшний день, поэтому в этой статье мы с вами рассмотрим пару принципиальных схем усилителей для наушников. В первом варианте схема реализована на двух лампах 6Н6П (по лампе на канал), она изображена на рисунке ниже.
В схеме применен трансформатор ТАН 17-127/220-50. На транзисторе VT1 собран узел задержки подачи анодного напряжения. В особых настройках схема не нуждается, собранная без ошибок в монтаже работает “как часы”.
Внешний вид готового усилителя на следующем снимке:
Вариант 2 (на 6Н3П и 6Н24П)
И еще одна принципиальная схема лампового усилителя для наушников. В ней использована одна лампа 6Н3П для входного каскада на оба канала, и по лампе 6Н24П на канал на выходе усилителя. Спаренный переменный резистор R1 — регулятор уровня входного сигнала (громкости).
Напряжение на накал входной лампы снимается с микросхемы DA1 (КР1158ЕН6), представляющей собой стабилизатор напряжения с фиксированным положительным выходным напряжением 6 вольт (ее цена на момент написания статьи составляет примерно 20-30 рублей). Микросхема стабилизатора рассчитана на рабочий ток 0,5 ампер (максимальный – 1,2 ампера), и хотя она уже содержит в себе внутреннюю защиту от перенапряжения и перегрева, ее все же стоит установить на небольшой радиатор (лишним не будет). Если у вас возникнут трудности с приобретением микросхемы стабилизатора, можно реализовать накал, как это сделано в первом варианте усилителя. В этом случае, скорее всего, придется увеличить номинал емкости С5.
Для питания схемы был использован трансформатор мощностью 15 ватт, первичная обмотка осталась без изменений (на 220 вольт), вторичные обмотки перемотаны (170 вольт на ток 50 мА, и 6,3 вольта на ток 1 ампер для накала ламп). Про количество намотанных витков мы писать не будем, потому, как вам придется пересчитать параметры именно под то трансформаторное железо, которое у вас окажется под руками. Для намотки второй обмотки использовали провод ПЭВ-2 диаметром 0,2мм, для накальной – диаметр 0,8мм.
По качеству звучания второй вариант превосходит первый (хотя и первый по звуку довольно не плох). Полоса пропускания второго варианта от 10 до 100.000 герц, и по чисто субъективной оценке, низа показались немного глубже, и верх четче.
Как видно на следующем изображении, монтаж навесной:
А вот мой лампач-малыш, исправно работает уже год. Собран и проверен специально для поклонников (любителей, и не только) пентода 6Ж1П, почему так – да просто, эта лампа настолько не дефицитная, что полазив по сусеках, наскреб два десятка. В триодном включении 6Ж1П эквивалентна триоду 6С1П.
Вот какие параметры у меня получились для однотактного каскада. Измерения 6Ж1П в тестовом триодном включении:
- Ua=85V Ua=126V
- Uk=2V Uk=2,2V
- U=250V U=250V
- Ra=47kOhm Ra=12kOhm
- Rk=620 Ohm Rk=220 Ohm
- Ck=150mF Ck=150mF
- Uin=~1V Uin=~1V
- Uout=27V Uout=23V
- КHИ=0,7-1% КHИ=0,25-0,4%
- АЧХ 5 Гц-200кГц по уровню -3дБ
Для опытов используйте любой маломощный пентод, например, 6Ж1П (буква Ж в маркировке лампы означает пентод с укороченным нижним загибом анодно-сеточной характеристики) из пальчиковых ламп. Схема представляет собой простейший однокаскадный усилитель НЧ. Для питания усилителя используйте выпрямитель. Сверьте монтаж с принципиальной схемой, включите питание и подайте на вход усилителя низкочастотный сигнал от МП3 плеера, с выхода компьютера или с DVD-проигрывателя. Лампа усилит сигнал, а наушники преобразуют его в звуковые колебания.
Емкость этого конденсатора должна быть такой, чтобы не оказывать существенного сопротивления колебаниям низких частот усиливаемого сигнала. В ламповом усилителе для наушников этому требованию отвечают конденсаторы емкостью не менее 0,05 мкф.
На схеме одного из возможных вариантов маломощного усилителя для низкоомных наушников (4-16 Ом), используем небольшие выходные трансформаторы типа ТВЗ1-9. Тут выходной каскад показан в пентодном включении лампы. Для стерео потребуется два аналогичных канала.
А вот собственно схема УНЧ, который был использован для моего прибора.
Только не забываем, включаем лампы триодами. Сам УНЧ нарисован только для одного канала, второй – такой-же.
Кстати лампа 6ж1п (аналог EF95), допускает и пониженное напряжение питания. На схеме ниже смотрите варианты сверхнизковольтных ламповых усилителей для наушников.
В плане корпуса и дизайна – что у кого получится, на фотографиях вы видите металлический корпус от блока питания антенного усилитель телефона Senao. В общем звучанием получившегося лампового усилителя для наушников доволен выше крыши!
В плане мощности поверьте, хватит с головой, амплитуда на выходе подскакивает до 1,5 вольт, при импедансе 32 ома.
Но не забывайте! Вся красота этого усилителя напрямую зависит от того, чем собираетесь слушать. Китайские бананы за 5 долларов тут будут неуместны. В общем аппарат сделан по всем правилам HI-END и несмотря на минимальные расходы не особо уступает брендам. Автор фото: -igRoman-
Предлагаю вниманию заинтересованных читателей второй вариант телефонного лампового усилителя, на этот раз с выходным трансформатором. Если описанный ранее усилитель предназначался для работы с головными телефонами, имеющими сопротивление от 100 до 600 Ом, то этот усилитель может работать с нагрузками от 15 до 600 Ом.
Какой из усилителей целесообразнее сделать?
Главное достоинство трансформаторного телефонного усилителя в том, что его можно довольно легко приспособить к широкому диапазону нагрузок, одновременно обеспечив хорошее демпфирование, – это делает его применение универсальным. К достоинствам можно также отнести меньший коэффициент гармоник в основном диапазоне рабочих частот, достигаемый благодаря достаточно легкой нагрузке на выходной триод (однако на самых низких и самых верхних частотах коэффициент гармоник в силу некоторых принципиальных свойств трансформатора растет). Говоря о легкости нагрузки, я имею в виду, что приведенная к аноду выходной лампы нагрузка оказывается весьма высокоомной, много больше выходного сопротивления лампы, и линия нагрузки на выходной характеристике лампы идет под небольшим углом, обеспечивая работу с минимальными искажениями (для лампового триода в этом отношении идеальной является нагрузка с бесконечно большим сопротивлением – на выходной характеристике это будет горизонтальная линия). По той же самой причине нет никакой необходимости в двухтактном выходном каскаде и, соответственно, не нужен обеспечивающий его работу парафазный каскад. Таким образом, естественно будет применить однотактный выходной каскад на триоде, работающем в классе А. При этом ток покоя лампы будет являться подмагничивающим для выходного трансформатора, и его сердечник должен иметь немагнитный зазор, исключающий насыщение магнитопровода и выводящий его в наиболее линейную область петли гистерезиса. Малые искажения и высокий коэффициент демпфирования такого выходного каскада не требуют введения какой-либо обратной связи, и это благоприятно сказывается на качестве звучания.
Перейду к описанию принципиальной схемы предлагаемого телефонного усилителя. В нем используются всего три лампы: одна 6Н23П-ЕВ (6Н23П) и две 6Н6П (6Н6П-И). Каждый канал усилителя (см. рис. 1) двухкаскадный, с гальванической связью между каскадами. Разделительные конденсаторы, заметно влияющие на звук, в усилителе отсутствуют.
Чувствительность усилителя – 0,5 В при максимальной выходной мощности. Верхняя граница полосы пропускания по уровню -3 дБ составляет не менее 60 кГц при самой низкоомной нагрузке и около 100 кГц при самой высоко-омной. Нижнюю границу полосы пропускания измерить не удалась, во всяком случае, на частоте 17 Гц (самой нижней у моего ГЗ-102) уменьшения амплитуды не отмечено. Нелинейные искажения определяются преимущественно второй гармоникой и составляют 2-3% при максимальной выходной мощности на частоте 1 кГц (по третьей гармонике – примерно 0,3%). При нормальной громкости искажения по второй гармонике на порядок ниже (падают пропорционально уменьшению сигнала) и совсем уж малы по третьей (амплитуда третьей гармоники падает пропорционально квадрату уменьшения выходного напряжения).
Конденсатор СЗ (рис. 1) является выходным элементом стабилизатора электропитания, установленным на плате усилителя (или в непосредственной близости от него). В источнике анодного питания этого варианта телефонного усилителя (рис. 2) имеется стабилизатор постоянного напряжения, что может быть очень полезно в том случае, если стабильность питающей сети оставляет желать лучшего (у меня дома, например, сетевое напряжение постоянно колеблется от 180 до 230 В!).
Стабилизатор состоит из источника тока на транзисторе VT2, резисторах R4, R5 и диодах VD8, VD9. Источник питает стабилизированным током последовательно соединенные стабилитроны VD2-VD7. При этом пять стабилитронов одинаковые, типа КС551А, а тип шестого необходимо подбирать в каждом конкретном случае (из-за разброса номинального напряжения стабилизации стабилитронов) для получения суммарного напряжения +(300
+
10) В. Стабилизированное напряжение с цепочки стабилитронов через RC-фильтр R3, С2 поступает на базу составного транзистора VT1, с эмиттера которого напряжение +300 В подается на оба канала усилителя для питания анодных цепей. Между эмиттером и коллектором этого транзистора включен обратно смещенный диод VD1, предохраняющий транзистор от электрического “пробоя” при выключении усилителя. Выпрямитель источника питания состоит из диодного моста VD10 и накопительного конденсатора СЗ. Элементы R1, R2, R6, R7, С1 служат для подачи в цепь накала лампы положительного потенциала +52 В, который уменьшает фон, возникающий из-за питания нитей накала переменным током.
При изготовлении усилителя основное внимание следует уделить выходным трансформаторам левого и правого каналов (см. рис. 3).
Магнитопроводы УШ 16 х 24 с пластинами толщиной 0,3 мм и каркасы катушек проще всего взять от унифицированных телевизионных выходных трансформаторов ТВЗ-1-9. При этом трансформаторы надо будет аккуратно разобрать, разогнув лапки обойм крепления магнитопровода. Затем катушки снимаются с магнитопровода, каркасы освобождаются от провода и перематываются, после чего трансформаторы собираются в обратном порядке. ТВЗ-1-9 имеют требуемый зазор в магнитопроводе, и его надо просто сохранить при сборке. Надетые на трансформаторы обоймы крепления необходимо плотно обжать на магнитопроводах тисками (но не молотком!). Катушка каждого выходного трансформатора секционированная, это нужно для увеличения полосы пропускания. Секций семь: три в первичной обмотке и четыре во вторичной. Номера секций соответствуют порядку их намотки на каркас. Секции 1, 3, 5 и 7 относятся к вторичной обмотке и содержат по 150 витков провода ПЭВ- 2 диаметром 0,3 мм (два слоя), намотанных виток к витку. Секции 2,4 и 6 относятся к первичной обмотке: 2 и 6 секции содержат по 1500 витков (6 слоев), а 4 секция – 2 000 витков (8 слоев) провода ПЭВ-2 диаметром 0,08 мм. Выводы начала и конца каждой секции пропускаются через отверстия в каркасе катушки, при этом первичная обмотка выводится на одну сторону, а вторичная – на другую, и они соответственно маркируются. Между секциями обмоток прокладывается изоляция толщиной 0,1 мм из пяти слоев микалентной бумаги или одного слоя лакоткани. Поверх последней секции накладывается изоляция в два раза толще. Намотав катушку, ее необходимо хорошенько проварить в расплавленном парафине, стеарине или церезине.
Компаундами катушку не пропитывать!
Секции первичной и вторичной обмоток соедините на приклеенных к трансформатору промежуточных расшивочных колодках в соответствии со схемой (см.
рис. 3). Получившиеся две половины вторичной обмотки (II и III) в дальнейшем могут быть соединены или параллельно (начало II с началом III, конец II с концом III) для сопротивлений нагрузки от 15 до 100 Ом, или последовательно (конец II с началом III) для сопротивлений нагрузки от 150 до 600 Ом. Использовать переключатель для коммутации половины вторичной обмотки, на первый взгляд, удобно, но это внесет лишние нелинейные сопротивления контактов и может ухудшить звук.
Транзистор VT1 стабилизатора питания необходимо установить на изолированный от корпуса радиатор площадью около 100 см
2
. Под корпус транзистора лучше положить слюдяную изоляционную прокладку толщиной 0,05-0,1 мм, в противном случае радиатор окажется под напряжением +350 В.
Левый и правый каналы усилителя целесообразно будет разместить на одной плате (не обязательно печатной, можно использовать и навесной монтаж) толщиной 1,5-3 мм, лучше из гетинакса. На другой такой же плате смонтируйте элементы источника питания (кроме силового трансформатора). При компоновке элементов усилителя в корпусе постарайтесь разместить трансформаторы подальше друг от друга, особенно выходные от силового. Лучше еще и развернуть их друг относительно друга на 90°, чтобы уменьшить взаимные магнитные наводки.
Общие рекомендации по конструированию усилителя – экранирование, компоновка, выбор элементов, в том числе и проводов, – были уже даны в конструкции бестрансформаторного усилителя . В авторском экземпляре трансформаторного телефонного усилителя были использованы следующие типы элементов: все резисторы, за исключением R10, который был проволочным в керамическом корпусе, – южнокорейские угольные (Мощность одного такого резистора 0,25 Вт. Когда нужна большая мощность рассеивания, используются несколько резисторов. Их соединяют последовательно, чтобы увеличить максимально допустимое прикладываемое к ним напряжение
); регулятор громкости – дискретный, РП-1-57; конденсаторы в катодах – “Philips”; накопительный конденсатор выпрямителя корейский “Samhwa”; телефонное гнездо – “Neutrik”. Монтажные провода были сделаны из кабеля “Recoton Road Gear OFC Speaker Wire 10GA”: кабель расплетается на стренги, которые затем заключаются в лакотканевые (ни в коем случае не полихлорвиниловые!
) трубки, причем направление провода получается противоположным направлению надписи на кабеле.
Налаживание усилителя сводится к подбору типа шестого стабилитрона для получения напряжения +300 В на выходе стабилизатора при отключенной плате усилителя, подбору резисторов R7 в катодах половинок первой лампы до получения на катодах выходных ламп каналов напряжения +(42.. 44) В и балансировке усиления каналов подбором резисторов R1.
Перед началом первого прослушивания оставьте усилитель включенным на сутки, чтобы успели сформоваться электролитические конденсаторы. Перед каждым серьезным прослушиванием дайте усилителю прогреться около часа. Не забывайте периодически промывать все разъемы ваткой, смоченной в спирте. Полярность сетевой вилки также влияет на звук.
Успехов вам, самодельщики!
С. Куниловский
Журнал “Аудио Магазин” №2 1997 г.
Всем ценителям лампового звука выношу на суд свою конструкцию лампово полупроводникового усилителя. Источником для творчества послужили залежи германиевых транзисторов, пролежавших в коробке и успешно позабытыми хороший десяток лет.
Наверное немногим известен тот факт,что именно германий дает звучание максимально приближенное к ламповому. Вся советская техника до появления кремниевых полупроводников строилась либо на лампах либо на германиевых транзисторах. При всех своих минусах германий имеет очевидные плюсы перед кремнием.
Германий или кремний?
Прилагаю в доказательство таблицу физических свойств германия и кремния.
Из таблицы видно, что подвижность электронов и дырок, продолжительность жизни электронов, а также длина свободного пробега электронов и дырок значительно выше у германия, а ширина запрещенной зоны ниже, чем у кремния. Известно также, что падение напряжения на переходе р-n составляет 0,1 – 0,3 В, а на n-р – 0,6 – 0,7 В, из чего можно сделать вывод, что германий является гораздо лучшим проводником, чем кремний, а следовательно и каскад усиления на транзисторе p-n-p имеет значительно меньшие потери звуковой энергий, чем аналогичный на n-p-n. Возникает вопрос: почему же выпуск германиевых полупроводников был прекращен?
Прежде всего потому что по некоторым критериям Si намного предпочтительнее, поскольку може тработать при температуре до 150 градусов Цельсия, а Ge – 85. Да и частотные свойства у него гораздо лучше. Вторая причина – чисто экономическая. Запасы кремния на планете практически безграничны, в то время как германий – довольно редкий элемент, технология получения и очистки которого значительно дороже.
Принципиальняа схема усилителя
Изначально мною был построен усилитель НЧ на мощных транзисторах П210в, качеством и звучанием которого я остался очень доволен. Через некоторое время я решил соединить лампы и транзисторы. Идея не нова и изрядно потертая. Много конструкций было найдено на просторах интернета, но из всего множества схем была найдена только одна схема лампы плюс германий, да и то как мне показалось неоправданно-мудреная.
Я решил подойти иначе к постройке задуманного усилителя взяв за основу классическую двухтактную схему, на основе которой строились все усилители со времен появления транзисторов и схему ремейк, лампа плюс полевой транзистор. Как видно из схемы ламповая часть с транзистором осталась без изменений.
Эта схема предлагается многим радиолюбителями как ламповый усилитель для наушников
. В последствии оказалось очень удобно иметь ламповый усилитель НЧ для наушников и на акустику – построенный на транзисторах. Схема в особом описании не нуждается, при правильной сборке все начинает работать сразу.
Для удобства мною была поставлена кнопка на две пары контактов для отключения транзисторной части от ламповой, что в свою очередь избавило от необходимости отключать колонки от усилителя при использовании наушников. Но при желании можно одновременно слушать и ухи и колонки – кому как нравится.
Наладка и подбор транзисторов
Несколько слов о настройке транзисторной части. Необходимо установить половину напряжения питания относительно выхода. Устанавливается подстроечным резистором,который желательно применить многооборотистый. Возможно придется подобрать резисторы в базах выходных транзисторов в пределах 150-300 ом. Эта величина зависит от буквы в серии транзистора. Вот пожалуй и вся настройка.
При данном комплекте транзисторов и источнике питания 22В, на выходе имеем около трех ватт. Конечно мощность небольшая, но этого достаточно чтобы с комфортом насладиться звучанием германиевой схемы вкупе с лампой. Можно было конечно использовать транзисторы П217 что дало бы 10 ватт мощности или же ГТ705 или ГТ806, соответственно заменив остальные транзисторы на противоположную проводимость. В таком случае пришлось бы делать два независимых источника питания.
Так как транзисторы эти прямой проводимости то в данном включении с лампой схема работать отказывается. Немного поразмыслив пришлось пожертвовать выходной мощностью но зато избавил себя от перспективы разбирать трансформатор и мотать еще одну обмотку, по причине отсутствия подходящих трансформаторов с двумя вторичными обмотками.
Если все же кому то захочется что то по мощнее то вполне допустимо поставить две пары выходных транзисторов ГТ404. Желательно чтоб все транзисторы в схеме имели один буквенный индекс, что в свою очередь существенно упростит установку тока покоя да и вообще избавит от нежелательного перегрева выходных транзиторов.Для справки – транзистор ГТ404 имеет максимальную рассеиваемую мощность на коллекторе 0.6 Вт но хорошо отдает около 1.2 Вт при 22В.
Хотелось бы отметить еще один момент, кто то возможно захочет умощнить схему применив в выходе кремниевые транзисторы, например КТ805 или другие. Сразу оговорюсь, да, применить можно но тогда теряется вся окраска звука германиевой схемы и кроме того у вас появятся искажения типа ступенька. Кремневые транзисторы в такой схеме грешат этим недостатком, и убрать эту ступеньку не усложнив схему невозможно. Потребуется делать цепочку смещения на базы выходных транзисторов и усложнять обратную связь.
Германий же имеет преимущество в виду отсутствия искажений типа ступенька в данной схеме включения. Усилитель работает в классе АБ. Ну вот вроде самое основное по схеме сказано.
Блок питания усилителя
Теперь перейдем к блоку питания нашего гибридного лампово-транзисторного усилителя для наушников и колонок. В качестве трансформатора можно использовать любой мощность 15-20ватт. Мною был применен ТС-20, извлеченный откуда-то на работе, не помню откуда. Все обмотки в нем уже имелись и по толку подходили что существенно упростило изготовления блока питания для УНЧ.
Для тех кто пожелает не использовать часть усилителя для наушников исключив транзистор irf630, необходимость в транзисторном стабилизаторе отпадает, поскольку сама схема оконечного усилителя не критична к хорошо отфильтрованному и стабилизированному источнику питания и работает от простейшего выпрямителя с одной емкостью в 4700 мкФ. Фон переменного тока полностью отсутствует.
Сама же схема стабилизатора необходима для варианта с полевиком, поскольку схема линейная работающая в классе А и потребляет около 2 ампер, то ей необходима хорошая фильтрация дабы устранить фон переменного напряжения. Накал лампы тоже нужно питать постоянкой с делителем на резисторах, что изображен на схеме.
Применив все выше указанное вы избавите себя от проблемы фона переменного тока в наушниках. Есть схемы источника питания на LM317 или же на регулируемых кренках наподобие КР142ЕН8. Плюс ко всему в таких схемах используются цепочки R-C фильтров. Резисторы очень сильно греются. И еще мною было обнаружено что при использовании выпрямителя на указанных выше микросхемах, при отсутствии сигнала в наушниках наблюдается довольно сильное шипение.
Это шипение так для меня и осталось загадкой. По этому и была взята сама обычная схема на двух транзисторах. Марку стабилитронов не указал по причине того что придется подобрать три или два штуки таким образом чтоб на выходе получилось 22-27 вольт. Больше указанной величины подымать не стоит, а то спалите германиевые транзисторы (ГТшки).
Проблему щелчков в наушниках при включении решил просто запараллелив стабилитроны емкостью в 2200 микрофарад. секрет в том что при включении напряжение на выходе блока питания появляется постепенно, в течении 20 секунд возрастает до нормального рабочего. И второй плюс – конденсатор включенный таким образом очень хорошо сглаживает пульсации на выходе блока питания(БП).
Корпус для лампового усилителя
Теперь несколько слов о корпусе. Не мудря и не изобретая нового велосипеда взял обыкновенный корпус от компьютерного CD-ROMа, последний и был выдран мною со списанного хлама на той же работе. Как видно из фотографий трансформатор находится под круглой частью корпуса (консервная банка от горошка), что само по себе является хорошим экраном.
На радиаторы закреплены выходные транзисторы через слюдяные прокладки, намазанные термопастой. Транзисторы крепятся посредством двух алюминиевых квадратных планок с дыркой по середине, куда и воткнуты с натяжением. В качестве украшательства были применены прослойки из оргстекла, выточенные вручную и подсвечены светодиодами.
В гнезда радиоламп были воткнуты трехцветные светодиоды, плавно меняющие цвет. В конечном итоге получилась вот такя конструкция что очень симпатично светится и радует хорошим теплым звуком. Мною было собрано множество конструкций на германии и можно сказать с уверенностью что несмотря на свои недостатки в виде очень низкой рабочей частоты менее 1 МГц и максимальной полосой пропускания не выше 18КГц в унч, что ни один кремнивый, будь то транзисторный или микросхемный, с супер параметрами, усилитель не звучит так как германивый усилитель.
При наличии необходимых компонентов все в ваших руках, данная конструкция предложена как мотивация к творческой деятельности и для тех кто хочет собрать нечто подобное.
Аббревиатура «Hi-End» привлекает многих. Споры аудиофилов о том какой кабель лучше звучит: сделанный из меди выплавленной на заводах третьего рейха из чилийской меди или с риском для жизни украденный с секретного ракетного завода (Думаете почему взрывались на старте американские челноки и наши Протоны?). Таинственное мерцание радиоламп, непонятные непосвященным слова и термины, произносимые признанными гуру в этой области. Очень многие хотели бы приобщиться к этому таинству, войти в секту избранных, но большинство из низ отпугивают сложившиеся стереотипы и ценники. Простой ламповый усилитель начального уровня запросто может иметь 3 нуля в своей цене (и это в долларах), а серьезные аппараты красуются ценниками с четырьмя или даже пятью нулями. От многих я слышал мнение, что радиолампы сейчас нигде не достанешь, это раритет. Отсюда складывается первый миф – все что связано с ламповой техникой это очень дорого и простому студенту, менеджеру инженеру недоступно. Попробуем развенчать этот миф. Что касается цены и недоступности радиоламп. Достаточно зайти на сайт любого интернет магазина специализирующего на лампах и убедиться, что цены на лампы доступны для любого кошелька и в наличии всегда есть большой выбор. К тому же не обязательно лампы покупать. Большинству из тех, кто собрался спаять ламповую схему, достаточно навести ревизию на чердаке садового домика, или в своем гараже и там обязательно найдется старый телевизор или радиола. Если не найдется, попросите произвести такую ревизию своих знакомых или родственников. В паре старых телевизоров наберется деталей, для сборки очень неплохого усилителя начального уровня (того самого, который стоит с тремя нулями на ценнике).
Но хватит общих рассуждений, перейдем к делу. Для того чтобы оценить качество и особенность так называемого «лампового» звука не обязательно собирать мощный и сложный усилитель. Можно начать с усилителя для стерео наушников. Тем более, что большинство из тех, кто сидит за компьютером по ночам пользуется именно наушниками для прослушивания музыки или звукового сопровождения любимых игр.
Вот схема предлагаемая для повторения.
Рис1. Схема усилителя для стереонаушников.
В основе ее лежит так называемый SRPP каскад (Shunt Regulated Push Pull, По-русски название звучит так – каскад с динамической нагрузкой). Вот и мы уже начали произносить магические заклинания:). В качестве усилительной используется лампа двойной триод (в одном стеклянном баллоне размещены две независимые друг от друга радиолампы). Нижняя по схеме половинка занимается усилением сигнала, а верхняя – играет роль динамической нагрузки. Положительные особенности такого включения – это высокий коэффициент усиления и низкое выходное сопротивление каскада. Усилитель справляется как с низкоомными наушниками сопротивлением 32 Ом так и со студийными мониторами сопротивлением постоянному току в 250 и более Ом. Настройка схемы не представляет никаких проблем. После включения и прогрева ламп (примерно 5 минут) надо проконтролировать напряжение на аноде нижней лампы или катоде верхней. Оно должно быть равным половине напряжения питания (анод верхней лампы). Если это напряжение отличается от нормы более чем на 5-10% его подстраиваем подбирая резистор Rк в катоде нижней лампы. Рекомендуется, на период настройки, поставить туда цепочку из последовательно включенных постоянного резистора на 100 Ом и подстроечного на 330-470 Ом. После настройки усилителя замеряем тестером полученное сопротивление и ставим постоянный резистор как можно более близкого номинала.
Материалы и инструменты
Несколько слов о применяемых деталях.
Рис 2. Детали для сборки усилителя.
Для сборки понадобятся собственно пара радиоламп. Можно использовать лампы марки 6Н1П, 6Н2П, 6Н23П. Очень хорошие результаты получаются с лампой 6Н3П, но она имеет другую цоколевку, и если вы захотите собрать усилитель на ней – обратите внимание на расположение выводов. Можно воспользоваться более мощной лампой 6Н6П. При ее использовании необходимо обратить внимание на мощность трансформатора накала. Он должен обеспечивать напряжение 6 в при токе не менее 2А или 12 в при токе 1А. Все эти лампы, за исключением 6Н6П, всегда есть в любом старом ламповом телевизоре, так что с приобретением проблем не возникнет.
Все резисторы (кроме одного в цепи питания) рассчитаны на мощность 0.25 Вт (можно больше, но тогда они будут занимать гораздо больше места). Номиналы можно посмотреть на схеме. Электролитические конденсаторы в цепи питания используются на номинальное напряжение 350-400 в. В стабилизаторе питания усилителя я использовал конденсаторы 470 мкФ на напряжение 200 в, взятые из горелых компьютерных блоков питания. Конденсаторы соединены последовательно по две штуки, в параллель каждому из конденсаторов подключен резистор сопротивлением 470 кОм. Эти резисторы выравнивают падение напряжений на конденсаторах и служат для разрядки емкостей после отключения питания. В цепи катода нижней лампы можно использовать конденсатор емкостью от 1000 до 10000 мкФ на номинальное напряжение 6-16 вольт. Качество этого конденсатора непосредственно влияет на качество звука, поэтому маститые аудиофилы посоветовали бы воспользоваться в этой цепи конденсатором марки BlackGate. Но по причине его высокой цены (более 100$ за штуку) мы обойдемся чем-нибудь более дешевым и не менее качественным. Лучший подручный вариант – это взять конденсатор марки Rubycon с неисправной материнской платы. Такие конденсаторы устанавливают в цепи питания процессора. Параллельно всем электролитическим конденсаторам настоятельно рекомендуется включить небольшой (0.1 – 1.0 мкФ) неполярный пленочный конденсатор. Из отечественных могу порекомендовать конденсаторы марки К78. Добавка таких конденсаторов улучшит воспроизведение усилителем высоким частот.
В качестве регулятора громкости для начала подойдет практически любой сдвоенный переменный резистор сопротивлением 22-47 кОм. Главное перед установкой проверить его качество, чтобы при повороте рукоятки у него не нарушался контакт и он не шуршал и не трещал. Входные и выходные гнезда используются любые, какие вам понравятся. Главное, чтобы они были совместимы с имеющимися у вас кабелями и разъемами на наушниках.
Трансформаторы
Теперь перейдем к самому главному. К трансформаторам питания. Сложность изготовления трансформаторов для ламповой техники является еще одним препятствием, которое останавливает начинающих (и не только начинающих) радиолюбителей. Для питания радиоламп требуются высокое напряжение (как правило это 200-300вольт) в цепи анода и низкое, но с большими токами, напряжение на накал. В нашем случае лампы имеют напряжение накала 6.3 вольта. Анодное напряжение на них подается 300вольт.
Можно найти специализированный унифицированный трансформатор для питания ламповых схем марки ТАН (трансформатор анодно-накальный). Но они дороги и не всегда их можно найти. Можно воспользоваться трансформатором взятым от старой радиолы или телевизора. Такие трансформаторы подойдут по всем параметрам, кроме одного – размера. Я для своего усилителя трансформаторы сделал сам. Точнее переделал под свои нужды готовые трансформаторы от недорогих китайских БП, которые вставляются непосредственно в розетку.
Рис3. Трансформаторы подготовленные для переделки.
Ищем такие БП в ближайшем магазине, торгующем бытовой техникой. Нам потребуются блоки имеющие на выходе 12 вольт, рассчитанные на выходной ток не менее 1А. Таких трансформаторов потребуется 3 шт. Один из них будет питать накалы радиоламп. Нити накала обеих ламп соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 12в (трансформатор Т2 на схеме). Два других трансформатора придется разобрать.
Сердечник трансформатора состоит из отдельных пластинок – пластинки типа «Ш» или «Е» кому как больше нравится, и перемычки типа «I». После сборки, чтобы трансформатор не гудел, его на заводе обычно пропитывают лаком, поэтому разобрать трансформатор иногда бывает не так просто как кажется. Сначала скальпелем или прочным канцелярским ножом отделяем и вытаскиваем «I» пластины.
Рис 4. Разборка трансформатора.
Затем плоскогубцами вытаскиваем из каркаса крайнюю «Ш» пластину. Из за того что сердечник был залит лаком, это может оказаться не таким простым делом, придется попотеть. Если же все попытки вытащить пластинку не увенчались успехом, то тогда сердечник надо прогреть до температуры 90-100 С*. Для этого можно воспользоваться электроплиткой или утюгом. Осторожно, не перегрейте, иначе начнет плавиться пластмасса из которой сделан каркас катушек и трансформатор придется выкинуть. Время от времени можно капать на сердечник капельку воды и как только она начнет закипать, нагрев прекращаем. Далее берутся толстые рукавицы, чтобы не обжечься и операция по разборке продолжается. При нагреве лак, которым залиты пластины, размягчиться и разборка не составит большого труда. В конце концов должно получиться примерно так.
Рис5. Разобранный трансформатор.
Как видим, обмотки трансформатора намотаны на двух абсолютно одинаковых катушках. На одной, тонким проводом, намотана первичная обмотка. На второй, более толстым – вторичная. Берем две высоковольтных первичных обмотки от двух разобранных трансформаторов, устанавливаем их в каркас и собираем трансформатор снова. Получится трансформатор с коэффициентом передачи 1:1 и напряжением 220в переменного тока на выходе. После выпрямления этого напряжения получится примерно 300 вольт постоянного тока, что нам и требуется. Включаем собранный трансформатор, на выход для проверки подключаем 15 Вт электрическую лампочку. Проверяем гудит или нет собранный трансформатор. При наличии гудения надо попробовать добавить в сердечник еще несколько пластин (запасные от второго разобранного). Если пластины уже не лезут (все забито плотно) то сердечник надо пропитать жидким лаком и хорошенько высушить. Гудение и вибрация пропадут. Вместо пропитки лаком можно гудящий трансформатор сварить в расплавленном парафине. В подходящей по размеру кастрюльке (консервной банке) растапливается парафин. После того как он расплавиться и станет жидким в него погружают трансформатор и выдерживают в расплавленном парафине 10-20 минут, чтобы пропитались все щели. После этого трансформатор вынимаем из расплава, кладем на кусок картона и даем остыть. Обработанные таким образом трансформаторы не шумят.
После того как все детали подобраны и проверены на исправность, можно приступать непосредственно к сборке усилителя.
Сборка
Конструктивно усилитель можно выполнить в любой подходящей по размеру коробочке в которой размещаются трансформаторы, конденсаторы и ламповые панельки. Очень хорошо подойдет корпус от неисправного компьютерного БП. Поскольку в усилителе для питания используется высокое напряжение особое внимание надо обратить на качество изоляции проводов и надежность крепления и пайки всех элементов схемы. Если раньше не приходилось иметь дело с высоким напряжением, не поленитесь найти и прочитать правила техники безопасности при эксплуатации и ремонте электроустановок под напряжением до 1000 вольт. Электричество халатного к себе отношения не прощает.
Когда-то давно я увидел фотографию моддинг проекта созданного моддером Arsgera под названием «Поэт».
В этом компьютерном корпусе выполненном в виде деревянной шкатулки с профилем А. С. Пушкина на верхней крышке в качестве декоративного элемента использовался старинный серебряный подсвечник. Идея мне тогда понравилась, но хотелось бы подсвечник использовать не просто как декоративный элемент. И вот когда я обдумывал как же внешне оформить будущий усилитель, я вспомнил об этой идеи.
Я предпринял поход по сувенирным и антикварным лавкам и в результате приобрел пару (пусть и не старинных, но красивых) подсвечников и небольшую деревянную шкатулку от винного набора. Вот так предположительно должно было получиться.
Рис 6. Первая примерка.
Я замерил внутренние размеры шкатулки и по ним сделал металлическое шасси, на котором разместил трансформаторы и электролитические конденсаторы. Там же разместилась колодка с клеммами, на которой будут распаяны все остальные детали. В качестве основания послужила стальная пластина выпиленная из бросовой боковины компьютерного корпуса.
Рис 7 Шасси усилителя.
В задней стенке коробочки необходимо было проделать отверстие, для установки разъема подключения питания, сетевого выключателя и разъемов для наушников и сигнального кабеля. Здесь меня ждала большая неприятность. Когда я сверлил коробку, сверло случайно перекосилось и коробка треснула. Красивый красный рояльный лак, которым была покрыта шкатулка в нескольких местах отвалился и внешний вид был испорчен, как я думал окончательно.
Рис8. Отверстие в задней стенке для разъемов.
Я снова прошелся по магазинам в поиске подобной шкатулки, но ничего похожего не нашел. Пришлось заклеить трещину, зашкурить, зашпаклевать места сколов и обклеить шкатулку самоклеящейся пленкой под «красное дерево». Потом снова лакировать и полировать. Вид у шкатулки стал более простецкий, но, как я думаю не сильно ухудшился, особенно если глядеть издалека. Вот так теперь выглядит шкатулка. Сверху на ней лежит планка с разъемами, отверстие под которые я так неудачно сделал.
Рис9. Планка с разъемами и обновленная шкатулка.
Долго не мог найти подходящую рукоятку для регулятора громкости. В конце концов покопался в шкатулке с бижутерией у жены и нашел симпатичную подвеску со стразами. Жена ее мне отдала, но с условием, что к ближайшему дню рождения получит в замен цепочку и подвеску из настоящего золота. Что ж, искусство и женщины требуют жертв, финансовых по крайней мере.
Рис10. Заготовка для регулятора громкости.
Я обточил до нужного размера обычную пластиковую ручку регулятора громкости и вклеил ее внутрь подвески. Получился такой вот гламурный регулятор.
Рис.11. Рукоятка регулятора громкости.
В магазине, торгующем мебельной фурнитурой приобрел четыре хромированных металлических дверные ручки. Они будут прикреплены снизу в качестве ножек для придания устойчивости всей конструкции.
Рис.12 Будущие ножки.
Вот так теперь выглядит шкатулка в сборе.
Рис13. Корпус усилителя готов.
Теперь пришло время заняться самими подсвечниками. Подсвечник состоит из нескольких полых деталей, которые удерживаются вместе резьбовой шпилькой М5. Разобрать его не представляет никакого труда. Сразу видно, что вещь не старинная, а современный, китайский новодел. Детали сделаны из алюминия, покрытого сверху тонким слоем серебра. А ведь стоили так, как будто они целиком отлиты из благородного металла.
Рис.14. разобранный подсвечник.
В верхней части подсвечника будет установлена ламповая панелька. Вниз от нее пойдет жгут из 8 проводов. Поэтому для проводов надо просверлить отверстие подходящего диаметра.
Рис 15. Подготовка к установке лампового патрона.
По ходу работы возник непростой вопрос, как же скрепить снова воедино все элементы подсвечника. Если использовать толстую резьбовую шпильку, то не останется места для проводов. Клей держится на полированных металлических поверхностях плохо. Паять части между собой – будет видно следы пайки и это пагубно отразиться на внешнем виде. Я решил сделать крепеж таким же какой он и был изначально, только использовать для этого тонкую из 1.5 мм стальной проволоки шпильку. Как она выглядит видно на фотографии.
Рис 16. Новая крепежная шпилька.
Через отверстие диаметром 6 мм которые я просверлил в верхней части подсвечника без труда удалось протащить и крепежную шпильку и сигнальные провода. В качестве проводов я использовал обрезки стандартной витой пары. Они удобны еще и тем, что каждый провод имеет свой цвет и это поможет избежать ошибок при монтаже усилителя.
Ламповые панельки перед установкой пришлось слегка доработать, чтобы они влезли в верхнюю часть подсвечника.
Рис 17. Доработка ламповых панелек.
Вот такой получился подсвечник в стиле Hi-End.
Рис 18. Готовый подсвечник.
Перед окончательной сборкой необходимо было проверить работоспособность, качество звучания, настроить режимы работы радиоламп. Вот как это все выглядело на тестовом столе.
Рис 19. Предварительная проверка и настройка.
Шасси с трансформаторами помещается внутрь шкатулки. В крышке шкатулки делается 3 отверстия (два для крепежа подсвечников и отверстие под регулятор громкости. Все провода припаиваются на место согласно схеме.
Рис 20. Этап окончательной сборки усилителя.
Уф! Готово! Можно налить себе чашку кофе, достать диск с любимыми записями и начинать слушать, что же собственно получилось в итоге и стоило ли оно всех трудов затраченных на изготовление.
Рис.21. Все готово к прослушиванию музыки.
Финал. Оценка работы
Для проверки качества звучания я воспользовался тремя типами наушников.
Beyerdynamic DT 231 сопротивлением 32 Ом, Koss PortaPro сопротивлением 64 Ом и студийными мониторными наушниками Beyerdynamic DT 770 Pro сопротивлением 250 Ом. В качестве источника звука выступала звуковая плата Creative Audigy ZS, которая воспроизводила нежатые (напрямую сграбленные с аудио компакт дисков) звуковые файлы. Что можно сказать. Все наушники через усилитель звучат лучше чем когда их подключал непосредственно на выход звуковой платы. Детальность и прозрачность звучания особенно на высоких порадовала мой слух. Низкоомные наушники DT231 на высоком уровне сигнала начинали выдавать искажения по низким частотам. Для таких наушников необходимо использовать более мощные лампы в усилителе или подключать их через согласующий трансформатор. Звучание же высокоомных студийных DT770 оставило вообще неизгладимые впечатления. В ближайшее время плюну на очередной апгрейд компьютера и вместо новой видеокарты куплю себе эти наушники.
Я нисколько не пожалел, о потраченных на сборку времени и средствах. Рекомендую всем попробовать сделать тоже самое. Не пожалеете. С уважением TANk.
Комментарии к статье:
И можно ли в данном случае обойтись двумя трансформаторами и от каждого запитать накал своей лампы?
Применить хочу лампу 6Н6П (много положительных отзывов)
| Добавил: rain09
|
| Дата: 2012-01-30 |
| Добавил: ser_13
| |||
| |||
| Дата: 2010-09-25 |
