Торопкин м в ламповый hi fi усилитель своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 05.10.2024

Ламповый усилитель своими руками (с нуля + азы)

Читая много всякого про лампу пришел к выводу, что по сути, это самое простое устройство. Покупать ламповый усилитель нет никакого желания, а вот желание занять чем-нить руки - полно. Сразу скажу, образования электротехнического нет (совсем, половину терминов не понимаю, но способный, гуглю), в институте была электротехника, но я прошел мимо. Однако, как и у любого нормального мужика есть и паяльник и паяльная станция и все, чтобы паять. (ну, кривость рук тоже присутствует, но исправляется кропотливой работой в данном направлении). Кроме того, работаю на заводе, где есть и лазер, и покрасочный цех. Кроме того, сам по образованию конструктор. Т.е. что-то начертить - это запросто. Даже люблю я это дело.

Короче говоря, помогите собрать ламповый усь. Ругать, осуждать можно, но только схемы и решения.

Пока есть один вопрос, который надо на данном этапе решить:

Схема усилителя. Тут нужна Ваша помощь, схем полно в инете, но выбрать правильную. По схеме вот какие хотелки:

а) Лампа / лампы: почему-то смотрю в сторону лампы 300B. Не знаю почему, но вроде как выбор их огромен и народ, большей частью, от них в восторге.

б) Мощность. Вот тут хотелка у меня запредельная. Мощность мне нужна такая, чтобы раскачать НЧ динамики на моих Diatone DS-90C. Сколько это ватт должно быть в пересчете на класс А?

в) Одно или двухтактный - видимо, однотактный.

г) интегральный. Блин, вот если делать, то делать интегральный, на три входа. Геморроя больше, понимаю, но в голове у меня почему-то все просто: три входа, один переключатель, который перемыкает ту или иную цепь / вход.

д) бывают балансные ламповые усилители?

Обсуждать и ругать можно долго и упорно и это может каждый, вот помочь не каждый может.

на данном этапе идеально было бы, если бы схема была из комплектующих, которые можно было бы купить в магазине. У нас, в Китае, на ибее, не важно где.

Проект долгоиграющий, и не на один месяц. Думаю, даже не на один год. Я никуда не тороплюсь. Если определиться со схемой и начать закупать все комплектующие, то за пару месяцев я их закуплю.

Книга адресована любителям высококачественного звуковоспроизведения. Приведенный материал обьяснит, как собрать свой первый Hi-Fi ламповый усилитель. Но это не все, чем интересна данная книга.

Для начинающих радиолюбителей представлена глава "Основы схемотехники ламповых усилительных каскадов". Тем, кто решил приобрести готовый усилитель или сравнить характеристики моделей заводского изготовления, будет интересна глава "Обзор рынка ламповых Hi-Fi усилителей. Как сделать правильный выбор при покупке".

Книга является также справочным пособием по ламповой схемотехнике, электронным лампам, применяемым в современной аппаратуре высококачественного звукоусиления, руководством по конструированию усилительных каскадов с обзором наиболее интересных схемотехнических решений.

Основная задача — предоставить читателю наиболее полную информацию о радиолампах и вариантах их использования. В справочнотеоретической части книги в алфавитном порядке рассматриваются наиболее популярные СЕГОДНЯ лампы. Для каждой рассмотренной лампы приведены:

краткая характеристика от разработчика (изготовителя);
рисунок внешнего вида радиолампы с размерами;
схематическое изображение (цоколевка);
электрические параметры, имеющие отношение к звуковому применению;
вольтамперные характеристики (ВАХ);
аналоги, рекомендации по замене;
типовые схемы включения;
рекомендации по звуковому применению, включая рассмотрение различных схемотехнических решений;
полезные ссылки на Интернетресурсы.

В приложениях приведены методики расчета и готовые примеры конструкций выходных трансформаторов. Глава "Обзор ресурсов Интернет по ламповой Hi-Fi усилительной технике" позволит существенно расширить кругозор читателей в области ламповой схемотехники и сэкономить время (и деньги) при поиске информации в сети Интернет.

Книга предназначена для широкого круга радиолюбителей и любителей качественного звука.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.

Рисунок 1 Ламповый однотактный УМЗЧ Art Audio Diavol — принципиальная схема

Рисунок 2 Принципиальная схема двухтактного лампового усилителя мощности Jadis DA5
УВЕЛИЧИТЬ

Здесь же показаны два вида ООС: местная на экранирующую сетку и глубокая на управляющую сетку первого каскада УМЗЧ. Уровень выходной мощности при разных сопротивлениях акустических систем подбирается подключением анодной цепи к разным выводам трансформатора. Для снижения фона сети питания в накальную цепь включается симметрирующий потенциометр.
Нужно отметить, что первые каскады выполнены так, чтобы обеспечить необходимый минимум шумов, а последующие — необходимое усиление с помощью дифференциального построения каскада, как это сделано в Jadis DA5 (рис.3). Как видим, еще одно табу нарушено -вместо разделительных конденсаторов, которые всегда стояли в ламповых каскадах, осуществлена гальваническая связь, что для конструктора — лишняя головная боль при расчетах режимов, а для слушателей этих чудес света — бальзам на душу, так как отсутствуют искажения из-за ограничивающих спектр сигнала разделителей.

Рисунок 3 Фрагмент принципиальной схемы лампового усилителя Jadis DA5
УВЕЛИЧИТЬ

Простые схемы

Открывает наш парад схемотехники High-End одноламповый усилитель В. Борисова (Р-3/76) на лампе типа 6Ф5П, в баллоне которой находятся две самостоятельные лампы -триод и пентод с общей нитью накала. Триод используют в каскаде предварительного усиления напряжения, пентод — в каскаде усиления мощности. Чувствительность усилителя 100 мВ. Выходная мощность, измеренная при входном сигнале частотой 1000 Гц, -1,5 Вт при коэффициенте нелинейных искажений менее 3%. Полоса частот равномерно усиливаемых колебаний 50…20 000 Гц.
На вход усилителя можно подавать сигнал от пьезоэлектрического звукоснимателя или от других источников сигналов звуковой частоты. Честно говоря, такая схема рекомендована автором для начинающих, однако, в ней налицо все признаки схемотехники High-End, если, конечно, добавить соответствующую технологию. Да и начинать ведь с чего-то нужно.
Итак, принципиальная схема усилителя приведена на рис.4. Напряжение звуковой частоты поступает на двухгнездную колодку LU1, параллельно которой включен переменный резистор R1, являющийся регулятором громкости. С движка резистора сигнал подается на управляющую сетку триода Л1а и усиливается им. Чем выше (по схеме) находится движок резистора, тем большее напряжение сигнала на управляющей сетке. Кстати, обозначения на схеме и изображения элементов выполнены в тех стандартах, которые применялись в момент опубликования использованных материалов.

Рисунок 4 Принципиальная схема High-End однолампового усилителя В. Борисова
УВЕЛИЧИТЬ

Множество схем, разработанных радиолюбителями, было предназначено для проигрывателей грампластинок, особенно переносных. Это объясняется тем, что исторически первые УМЗЧ ставились в патефоны, и получался так называемый радиограммафон. Примером такой схемы, которая питалась от сети 220 В, был двухламповый усилитель В. Михайлова (БЖР-5/59), показанный на рис.5. Эта схема с открытым входом, как и предыдущая, к тому же имеются и другие черты сходства обеих конструкций, поэтому обратим внимание на особенности.

Рисунок 5 Принципиальная схема однотактного лампового усилителя В. Михайлова
УВЕЛИЧИТЬ

Во-первых, отсутствует глубокая ООС с выхода усилителя ко входу, имеется только местная ООС в каждом каскаде — это R2 и R6, не имеющие блокировочных конденсаторов. Во-вторых, питание схемы, выходная мощность которой при коэффициенте нелинейных искажений 3% составляет 4 Вт, осуществляется по однотактной схеме, поэтому анодная обмотка Тр2 имеет столько же витков, как и первичная сетевая.
Конструктивной особенностью УМЗЧ, устанавливаемых в радиограммафонах, является расположение его вдали от приводного двигателя, насколько это возможно в ограниченном объеме чемоданчика, в котором заключена вся схема. Дополнительным фактором, защищающим УМЗЧ от наводок со стороны двигателя, является экранирование провода, идущего от звукоснимателя к R1 и далее к сетке Л1, а также всего усилителя в целом.

По-своему отличной от предыдущих выглядит схема батарейного проигрывателя Е. Додонова (Р-5/61), который изображен на рис.6. Судя по названию, питание устройства осуществляется от батареи, скорее всего, аккумуляторной, для чего в состав блока питания введен преобразователь-генератор переменного тока на напряжение 150 В.

Рисунок 6 Принципиальная схема лампового усилителя с преобразователем Е. Додонова
УВЕЛИЧИТЬ

Две лампы невысокой мощности позволяют получить на выходе усилителя 1 Вт, что при достаточно высоком к.п.д. усилителя не слишком разорительно для аккумулятора. Высокий к.п.д. получается путем перевода оконечного каскада усилителя в режим работы класса С с углом отсечки около 60 град. Запас по мощности не реализуется полностью, так как для снижения искажений введена ООС с выходной обмотки трансформатора Тр1 на катод входной лампы Л1 через цепочку R14-C6.
В первом каскаде применена лампа 6Ж5П, которая имеет достаточно высокую крутизну статической ВАХ по сравнению с другими маломощными пентодами. Накал ламп запитывается непосредственно от батареи постоянного тока, поэтому нити накала обеих ламп включены последовательно.
Для устранения самовозбуждения по цепи питания служат конденсаторы СЗ, С5, С8, резисторы R12, R13. Преобразователь питания собран на импульсных транзисторах П4Б, которые можно заменить на любые р-п-р транзисторы с предельно допустимой мощностью 10 Вт.

Рисунок 7 Принципиальная схема стереофонического лампового усилителя Г. Гендиным
УВЕЛИЧИТЬ

Этот усилитель сделан полностью под использование его для стереозвука. Для этого резистор регулятора громкости R1 выполнен сдвоенным, а в катодной цепи первого каскада стоит резистор R6 для подстройки стереобаланса между каналами. Сразу заметен недостаток — при воспроизведении монофонических программ работает только один канал, а второй при этом просто греет атмосферу.
Отсутствие охватывающей весь усилитель ООС создает риск самовозбуждения, поэтому в усилителе предприняты жесткие меры по его предупреждению. Во-первых, в цепи питания имеется фильтр с частотой среза 100 Гц, состоящий из дросселя Др1 и емкостей С7, С8. Во-вторых, во входной цепи первого каскада осуществлена ООС через цепочки резисторов R4, R2 и балансный резистор R6. В-третьих, на сетке второго каскада действует ООС через делитель R7-R8. Для снижения влияния температурной нестабильности напряжения накала на параметры ламп параллельно обмоткам накала, выполненным отдельно для каждой лампы, подключены подстроечные резисторы R11 на 100 Ом. Их средняя точка соединена с массой через резистор R13, который является частью делителя напряжения анодного питания R12-R13. Такое подключение создает положительное смещение 20…30 В на средней точке накальной обмотки и позволяет подавить низкочастотный фон из-за наводок напряжения накала в цепи полезного сигнала.
В качестве выходного и трансформатора питания можно использовать такие же, как описаны в схеме В. Борисова, добавив к силовому трансформатору дополнительную обмотку накала.

Более продвинутой разновидностью этой схемы является стереофоническая приставка А. Воробьева-Обухова, которая рассчитана на воспроизведение стереофонических записей с помощью обычной монофонической системы (Р-10/72). Это уже достаточно сложный усилитель, но еще сохраняет такие формальные признаки простого, как, например, наличие единственной лампы в канале, малая мощность, ограниченное количество деталей.
Работа приставки основана на свойстве стереоэффекта проявляться на частотах выше 200-300 Гц. Это явление позволяет для усиления частот ниже 200-300 Гц использовать монофонический усилитель, а для усиления частот свыше 200-300 Гц — два простейших усилителя приставки со стереофонической акустической системой. Устройство акустических систем в этом случае резко упрощается, поскольку большинство усложнений в них вызвано необходимостью хорошего воспроизведения частот до 200-300 Гц, о чем заботиться не приходится, так как с этой задачей с успехом справляется отдельный усилитель НЧ. Приставка (рис.8) содержит два одноламповых усилителя на лампах Л2 и Л2′ и смесительный каскад на лампе Л1. При воспроизведении грамзаписи низкие частоты правого и левого каналов звукоснимателя поступают на смесительный каскад и далее на вход усилителя НЧ радиолы. Высокие частоты правого и левого каналов усиливаются раздельными усилителями НЧ приставки. Низкие частоты отфильтровываются цепочками C6R6, C6’R6′ и цепью автоматического смещения, благодаря малой емкости конденсаторов СЗ, СЗ’ и С4, С4′. Потенциометры R2, R2′ служат для регулировки громкости. С помощью потенциометров R10, R10′ можно установить стереобаланс и необходимую максимальную мощность за счет регулировки глубины обратной связи в усилителях приставки. Выход смесительного каскада рассчитан на подключение к усилителю с входным сопротивлением не ниже 470 кОм. Питается приставка от выпрямителя усилителя.

Рисунок 8 Принципиальная схема лампового усилителя А. Воробьева-Обухова
УВЕЛИЧИТЬ

При монтаже особое внимание следует обратить на экранировку сигнальных цепей ламп приставки. Шнур, соединяющий выход приставки с усилителем, необходимо выполнить экранированным проводом. Имеет смысл заземлить среднюю точку накальной обмотки силового трансформатора усилителя, либо подать на нее положительное смещение 10-20 В от источника анодного питания, как в предыдущей схеме. Громкоговорители должны иметь сопротивление звуковой катушки 4-6 Ом. В качестве потенциометров R2, R2′ используются спаренные резисторы СП-3-7.

Рисунок 9 Принципиальная схема лампового усилителя мощности Л. Кононовича
УВЕЛИЧИТЬ

Такие схемы не имели большого распространения, потому что получить выходное сопротивление в мощных каскадах менее 600…1000 Ом не удается, а для подключения к ним необходимы специальные высокоомные громкоговорители. В данной схеме за счет приближения режима лампы Л1 к насыщению, существенному рассогласованию выходного сопротивления и нагрузки и наличию глубокой ООС с выхода усилителя на катод лампы Л1б выходная мощность снижена до 2 Вт. К достоинствам данной схемы можно отнести широкую полосу усиливаемых частот 30…20000 Гц, которую ограничивают только разделительные конденсаторы. Также положительным качеством является большая глубина регулировки тембра, которая достигает 20 дБ. И, наконец, существенным достоинством является большой запас устойчивости усилителя во всей полосе частот. Перечисленные достоинства обеспечивают высокое качество звучания УМЗЧ.

Рисунок 10 Принципиальная схема стереофонического лампового усилителя мощности И. Кусева
УВЕЛИЧИТЬ

Рисунок 11
УВЕЛИЧИТЬ

Лампу ЕСС82 можно заменить лампой 6Н1П, лампу ЕСС83 — лампой 6Н2П, лампу EL84 — лампой 6П14П. Кенотрон EZ81 заменяется двумя, параллельно соединенными кенотронами 6Ц4С или одним кенотроном типа 5ЦЗС. Применительно к отечественным лампам детали имеют следующие данные. Выходной трансформатор Тр1 (Тр2) собран на сердечнике, набранном из пластин Ш-20, толщина набора 25 мм (площадь окна 5,4 см2). Его первичная обмотка содержит 2500 витков провода ПЭЛ 0,18. Отвод к экранирующей сетке делается от 500-го витка, считая от вывода 2. Вторичная обмотка состоит из двух последовательно соединенных секций: 57 витков провода ПЭЛ 1,0 и 60 витков ПЭЛ 0,12. Выводы первой секции соединяются с зажимами П, к которым подключается и нагрузка — два параллельно соединенных громкоговорителя ЗГД-2 (или 4ГД-2).
Силовой трансформатор мощностью 120 Вт собран на сердечнике, набранном из пластин Ш-30, толщина набора 48 мм, площадь окна 14,6 см2. Обмотки содержат: сетевая — 440+320 витков провода ПЭЛ 0,69 + ПЭЛ 0,51; повышающая — 870+870 витков провода ПЭЛ 0,25; накала кенотрона — 19 витков провода ПЭЛ 1,2; накала ламп: 24 витка ПЭЛ 0,96 и 24 витка ПЭЛ 0,72.
Дроссель фильтра Др1 собран на сердечнике Ш-19хЗО, зазор 0,2 мм. Его обмотка состоит из 4500 витков провода ПЭЛ 0,22. Дроссели в цепи сетевой обмотке силового трансформатора содержат по 110 витков провода ПЭЛ 0,12. Они намотаны на карбонильных сердечниках СЦГ-2.

Схемотехника усилителей сводится к однотактным и двухтактным схемам. Ничего нового здесь, казалось бы, не придумаешь. Связь между каскадами усиления - конденсаторная, реже - трансформаторная. Отдельный случай - непосредственная, по схеме Лофтина-Уайта [1]. Но давайте пойдем дальше, и посмотрим на вопрос создания двухтактных усилителей мощности. без межкаскадных конденсаторов вообще. Впрочем, межкаскадных трансформаторов тоже не будет, хотя ими и удобно разбивать сигнал на парафазный, используя две одинаковые вторичные обмотки. Глядя на схему Лофтина-Уайта, мне в голову пришла мысль: а почем бы не применить непосредственную связь и в двухтактном усилителе? И,чтобы совсем уж обойтись без разделительных конденсаторов, парафазный сигнал на сетку второго триода, что стоит на входе усилителя, подадим не с анода первого триода через разделительный конденсатор, а с выхода усилителя через соответствующий делитель напряжения.

В качестве анодной нагрузки входных триодов 6Н9С принято брать резистор с сопротивлением в интервале 40. 70 кОм. Я применил сопротивление большей величины, это благоприятно сказалось на звучании, так как сопротивление анодного резистора, как указано в [2], вообще следует выбирать в интервале (5. 10) Ri . Однако опыт подсказывает: более оптимальное соотношение для сопротивления анодного резистора лучше подбирать опытным путем, а не из вышеприведенного соотношения.

Схема усилителя приведена на рис. 1. Схему блока питания не приводится, она - классическая с кенотронным выпрямителем. Емкость неполярных конденсаторов в фильтре питания составляет 50 мкФ, полярных- 100 мкФ. Количество конденсаторов на схеме не приводится - необходимую емкость можно подобрать путем различных комбинаций.

Главное - использовать конденсаторы с коэффициентом нагрузки по напряжению не более 0,7. Какие были использованы конденсаторы? В питании входного каскада применен неполярный конденсатор МБГО. После выпрямителя поставил К73-17. Все полярные конденсаторы в схеме - Jamicon . В блоке питания применены два трансформатора: анодный и накальный. Оба - торы. Моточные данные не привожу, ибо они мне неизвестны. Накал входных ламп выпрямлен.

Выходные трансформаторы - от приемника "Симфония", правда, после апгрейда. Они проварены в парафине, находятся в металлических чехлах, также залитые парафином. УЛ выводы не используются.

Так как напряжение катода велико, то на катодных сопротивлениях рассеивается немалая тепловая мощность. Для надежности тепловыделения и исключения перегорания в конструкции были применены в качестве катодных резисторов проволочные сопротивления в керамическом корпусе серии SQP . Их можно найти, например, в современных компьютерных мониторах. Необходимого сопротивления в катоде добились путем соединения нескольких резисторов.

Настройка усилителя осуществляется путем контроля режимов работы ламп. Все лампы желательно подобрать в пары, так как требуется полная идентичность плеч усилителя. Баланс фазоинвертора осуществляется установкой одинаковых переменных сигналов на его выходе путем регулировки переменного резистора R 1 0.

Режим триода лампы 6Н9С: на аноде 100 В; на катоде 2,4 В; анодный резистор 100 кОм; катодный резистор 2,4 кОм; напряжение питания каскада 300 В; ток анода 1 мА; мощность, рассеиваемая на аноде, 0,1 Вт.

Режим тетрода 6ПЗС-Е: на аноде 360 В; на катоде 115 В; ток анода 70 мА; сопротивление в катоде 1642 Ома, его мощность 8 Вт; напряжение на первой сетке +100 В; напряжение на второй сетке +375 В; смещение лампы -15 В; мощность, рассеиваемая на аноде, 17,15 Вт.

1. Брусникин В. Мой бюджетный Лофтин-Уайт. - Радиохобби, №3, 2000 г.

2. Торопкин М.В. Ламповый Hi - Fi - усилитель своими руками. - СПб, Наука и техника, 2006.

Читайте также: