↑ Доводка
Прослушивание не пропало даром. Выяснилось, что периодически «звук становится то громче, то тише». Причём когда тише, звучит «лучше». Забрал обратно усилитель для поиска причин такого поведения. Долго не мог поймать этот эффект. Первое, на что грешил, это уход параметров при нагреве. Не подтвердилось. Ток покоя оставался стабильным не зависимо от температуры выходных транзисторов. Ноль на выходе тоже никуда не убегал.
Виновато оказалось напряжение питающей сети. Практически всегда оно стабильно 220В. Очень редко, потому и поймать долго не мог, оно повышалось до 245 и даже выше. В общем, при повышенном напряжении возрастало и анодное напряжение Вольт на 15-20. Этого хватало, чтобы звук изменялся. Тут и пригодилось то, что в питании SRPP был электронный дроссель. Пару деталей навесным монтажом и он превратился в стабилизатор. И все встало на свои места.Примечание: на приведённой плате дроссель не разведён в режиме стабилизатора.
В настоящий момент усилитель занял своё место в ряду других поделок. Периодически используется, когда нужно устроить «небольшую дискотеку».
Ламповый пред усилитель
Разрабатываем плату, так как реально легче вытравить чем что то навесом изобретать.
Вот наглядная схема предварительного усилителя мы немного отступили от первоночального плана. Так как я решил попробовать вот таку схема предварительных усилителей. Собственно пред усилитель закнчивается (если смотреть по схемае) там где от ножки 8 идет контакт на 2 конденсатора по 6,8 мКф. Собственна в этой статье мы будем разсматривать только сам ламповый пред усиилитель
.
Плата разработана в программе layout 5 так что и файл к ней можно скачать .
В файле фложен шаблон схемы и сама программа, в программе layout 5 в макросах в папке user есть 2 шаблона для ламп, макрося сделаны моим другом но они подходят для обычных пальчиковых ламп и второй для октальной панельки.
Вернемся к нашему пред усилителю. Я предпологаю использовать лампы 6н2п (6н2п-ев), на 9тую ножку выведена разделительная сетка. Которую по логике можно об землю и наверно! Подчеркиваю — наверно будет меньше наводок. Но в реальности пока я не проверял.
Компанию Magnat сложно назвать новичком на аудиорынке, но периодически она удивляет своей смелостью – берется за совершенно неведомые ей направления. И добивается успеха.
Бульдог — собака добродушная, но непреклонная. Именно бульдожья морда красовалась на логотипе Magnat с самого начала ее существования (правда, десять лет назад бульдог ушел с логотипа). Компания была основана в 1973 г. в Кельне инженером-энтузиастом Райнером Хаасом (Rainer Haas) и количество его сотрудников в то время не превышало 60 человек. В течение 70-х Magnat вошел в ряды ведущих производителей акустических систем, а в 1983-м вышел на рынок Car Audio. Автомобильная электроника — это то, с чем долгое время ассоциировался этот бренд, но в 2007-м спокойствие Hi-Fi-игроков было потревожено неожиданным дебютом.
Ламповый дебют
Двухтактный усилитель Magnat RV 1 унаследовал все лучшее от ламповой классики 60-70 гг. Топология строилась на малошумных двойных триодах 12AX7EH и лампах 12AU7 в предварительной секции, а также на пентодах EL34 в выходном каскаде. Даже имелся MM/MC-корректор на 4-х 12AX7EH. Идею о разработке полноценного лампового усилителя подсказал конструкторам экспорт-менеджер Audiovox Марио Лоде (Mario Lode), влюбленный в группу AC/DC. Вслед за RV 1 последовал удачный 50-ваттный усилитель RV 2 с тщательно отобранными в пары двойными триодами-драйверами 12AX7 (ECC82), 12AU7 (ECC82) и выходными тетродами 6550. Примечательно, что все лампы для усилителей были произведены в Саратове.
Первый гибридный лампово-транзисторный усилитель от Magnat — RV 1, выпускался в период с 2007 до 2012 года
Еще одним смелым решением «магнатовцев» стала мысль о внедрении предварительного контура с двойными триодами ECC88 (6922) в выходные цепи SACD-проигрывателя, что привело к созданию модели MCD 850 с ЦАПом Burr-Brown PCM1796 и трансформатором с R-образным сердечником в блоке питания. Двойные триоды 6922 здесь не выступают в роли усилителей, а отвечают за преобразование сопротивления, позволяя получить низкий импеданс на выходе. То же самое относится и к CD-проигрывателю MCD 1050, использующему аналогичные лампы. Модель оснащена апсемплером, ЦАПом Burr-Brown и может работать как внешний ЦАП с входами S/PDIF и USB (24 бит/192 кГц).
↑ Корпус усилителя из «массива гевеи», хе-хе!
При прослушивании пару неделек в макете подтвердились опасения: трансформатор в УМ ощутимо греется. Тепловой предохранитель на 70 градусов иногда срабатывал. Значит, нужно предусмотреть принудительную вентиляцию. Из чего делать корпус? Случайно в отделе хоз. товаров одного из магазинов увидел вот такие штуки:
Да, это разделочные доски! Как было написано: «массив гевеи». Размер подходящий (20×30) и цена доступная: по 60 руб. за штуку. Прикупил 8 штук на всякий случай. Пошёл к соседу. У него хобби: работать с деревом. И инструмент подходящий есть. Разметили, напилили, наделали нужных дырок, склеили, покрыли воском. На все ушло пару дней неспешной работы. Спасибо ему большое за помощь. В итоге получился вот такой корпус:
Размер корпуса 27×18х15 см.
↑ Корпус усилителя из «массива гевеи», хе-хе!
При прослушивании пару неделек в макете подтвердились опасения: трансформатор в УМ ощутимо греется. Тепловой предохранитель на 70 градусов иногда срабатывал. Значит, нужно предусмотреть принудительную вентиляцию. Из чего делать корпус? Случайно в отделе хоз. товаров одного из магазинов увидел вот такие штуки:
Да, это разделочные доски! Как было написано: «массив гевеи». Размер подходящий (20×30) и цена доступная: по 60 руб. за штуку. Прикупил 8 штук на всякий случай. Пошёл к соседу. У него хобби: работать с деревом. И инструмент подходящий есть. Разметили, напилили, наделали нужных дырок, склеили, покрыли воском. На все ушло пару дней неспешной работы. Спасибо ему большое за помощь. В итоге получился вот такой корпус:
Размер корпуса 27×18х15 см.
Защита колонок
Схема защиты АС усилителя
Задержка включения и защита от постоянного тока АС — Универсальная защита акустических систем от постоянного напряжения, щелчков и выбросов при включении питания, инфранизких частот. При появлении на выходе УНЧ постоянного напряжении любой полярности более 1,5 В открывается соответствующий ключ, что закроет полевой транзистор и реле разомкнет цепь АС. Защита обеспечивает задержку подключения акустических систем при включении питания (на время 5 с), тем самым предотвращается проникновение в акустическую систему помех, вызванных переходными процессами в усилителе.
Блок питания
Высоковольтная часть схемы питается от стабилизатора, построенного на микросхеме TL783. Входное напряжение должно составлять порядка 360В. Микросхема установлена на небольшом радиаторе и надёжно изолирована от корпуса. Выходное напряжение 315В устанавливается резисторами делителя R39/R40. Резистор R41 служит для разряда конденсаторов после выключения усилителя.
R42 / C27 и R43 / C28 являются дополнительными фильтрами для левого и правого каналов. После них выходное напряжение блока питания составляет 310В.
Если вы не сможете найти для C23 конденсатор типа Wima FKP1
(см. спецификацию) то лучше его исключите из схемы!
Увеличение по клику
Вторичная обмотка трансформатора Т1 с напряжением 30В используется для питания устройства защиты АС (не стабилизировано).
Напряжение накала соединяется с общим проводом (для уменьшения фона) через конденсатор
. Оно не может быть непосредственно соединено с «землёй» так как на катоде лампы ЕСС88 напряжение составляет 194В, что больше предельно допустимого напряжение катод-сетка. Конденсатор легко решает эту проблему. Резистор R36 подбирается экспериментально, чтобы напряжение накала составляло ~6.3В.
Выходной каскад усилителя питается нестабилизированным напряжением 38В. Все трансформаторы в конструкции автора — тороидальные.
↑ Компоновка
Как расположить существующую плату SRPP и новую плату УМ в корпусе? Стандартный вариант: плоский корпус, платы в одной плоскости рядом, радиаторы сбоку или сзади. Не сильно оригинально. Если радиаторы сверху разместить, то более оригинально, но есть опасность замыкания по питанию (на радиаторах, без изоляции транзисторов, потенциал питания). Второй вариант: платы друг над другом, радиаторы с боку. Более оригинально. За такой вариант ещё было то, что в этом случае нужны заготовки корпуса меньшего размера.
Выбран второй вариант. Плата усилителя была разведена размером с плату SRPP.
На плате разместились: блок питания, сам усилитель и блок защиты АС. На трансформаторе впоследствии был закреплён самовосстанавливающийся тепловой предохранитель на 70 градусов.
Выходные транзисторы, размещённые на радиаторах через термопасту, соединяются с платой проводами, припаянными к монтажным клеммам платы. С одной стороны размещены IRFP140. С другой стороны IRFP9140, т.е. опасность случайного замыкания +/- 28в между собой сведена к минимуму. Для дополнительной безопасности можно посадить транзисторы на радиаторы через термопрокладку. Размер радиаторов специально не рассчитывал. Взял радиаторы, наиболее подходящие по размеру в ближайшем магазине «на глаз», исходя из опыта. И с таким расчётом, чтобы не выступали сильно за корпус (габариты корпуса уже примерно были понятны). В итоге не ошибся. Нагрев радиатора в районе крепления транзисторов около 60 градусов. Размеры радиатора: 8×15×3 см
Транзистор VT2 (термостабилизирующий) расположен непосредственно на радиаторе одного из выходного транзистора (с обратной стороны) и соединён с платой с помощью разъёма, посажен на радиатор через термопрокладку.
Резисторы R23 и R24 размещены не на плате, а припаяны непосредственно к затворам транзисторов.
Монтажные клеммы, к которым припаяны провода выходных транзисторов, заделаны в плату по следующей технологии: берётся вот такой лепесток.
Хвостик загибается под углом 90 градусов. На плате делается отверстие 3 мм и надфилем растачивается окошко, чтобы в него вошёл хвостик. Получается примерно такая дорожка: Лепесток вставляется в плату со стороны дорожки. Хвостик проходит сквозь плату и торчит сверху (к нему потом и припаивается провод). Лепесток прикручивается к плате винтиком М3 и дополнительно пропаивается по краям.
Сигнал между SRPP и УМ передаётся через те самые «зелёные провода», которые выше были описаны как «к усилителю для наушников отношение не имеют». На плате SRPP они запаяны, на плате УМ соединяются через разъёмы.
Конструкция в виде макета получилась такой:
↑ Собираем всё в корпус
Вставляем нижнюю плату УМ. С боков крепятся радиаторы на жёлтеньких дюралевых стояках. Сзади — вентилятор на 220В размером 80×80 мм на 1800 об/мин с подшипником качения, чтобы не сильно шумел. Вентилятор включается через нормально разомкнутый тепловой предохранитель на 60 градусов. Т.е. работает не постоянно. Предохранитель расположен на дальней от вентилятора стороне трансформатора УМ. С целью уменьшения вибрации, вентилятор закреплён не стандартно. Отверстие в корпусе, под вентилятор, квадратное. На 3 – 4 мм шире с каждой стороны, чем внешние габариты вентилятора. Вентилятор вставлен внутрь отверстия, зазоры залиты силиконовым герметиком (как пластиковые окна вокруг пеной заливают). После застывания герметика, держится крепко. Снаружи вентилятор закрывается декоративной решёткой.
К нижней плате прикручены шестигранные дюралевые стойки, на которые размещается верхняя плата SRPP.
Далее снова стойки, к которым привинчивается верхняя крышка.
Избавиться от отверстий, которые были в разделочных досках, не получилось. Не прошло по размерам. Оставил их, как вентиляционные. Впоследствии закрыл их металлическими сеточками. Сеточки добыл из вот такого стакана для карандашей:
Стакан подвернулся в магазине, где «все продаётся по одной цене». В общем, сеточки обошлись достаточно дёшево.
В итоге получился вот такой оригинальный девайс:
Перечень элементов.
Усилитель и блок питания (Для стерео-вариант все детали надо взять в двойном количестве)
Резисторы (1% металлоплёночные, мощностью 0,5Вт, если не указано особо) R1 = 392 kОм R2,R5,R12,R20,R32 = 1 kОм R3,R4 = 150 kОм 2W (BC PR02 series) R6,R15,R19,R45 = 100 Ом R7 = 22 kОм 3W (BCPR03 series) R8 = 2,43 kОм R9 = 274 Ом R10 = 560 Ом R11 = 18 kОм R13,R17 = 392 Ом R14,R18 = 2,2 Ом R16 = 20 kОм R21,R22 = 0,22 Ом 4W (Intertechnik MOX) R23 = 10 Ом 2W R24,R26 = 182 Ом R25 = 1,5 кОм R27 = 3,3 кОм R28,R29 = 1 MОм R30 = 330 kОм R31 = 10 MОм R33, R34, R35 = 100 kОм R36 = подбирается (примерно 0.22 Ом) R37,R38 = 100 Ом 1W R39 = 330 Ом R40 = 82 kОм 3W R41 = 150 kОм 3W R42,R43 = 1 kОм 1W R44 = 4,7 Ом P1 = 2 kОм, многооборотный P2,P3 = 5 kОм, многооборотный
Конденсаторы: C1 = 100nF 400VDC C2,C3 = 3.3мкФ 400VDC (ClarityCap SA 630V аудиофильского качества) C4,C6,C8,C10 = 270 мкФ 50V (Panasonic FC) C5,C9,C12,C14,C22 = 100nF 50V C7 = 100nF (Vishay MKP-1834) C11,C16,C17 = 10мкФ 50V C13 = 47мкФ 50V C15 = 1мкФ 250V (типа Wima) C18 = 22мкФ 63V C19,C20 = 47мкФ 25V C21 = 220мкФ 50V C23 = 2n2 (Wima FKP-1/700 VAC) C29,C30,C31,C35 = 2n2 (Wima FKP-1/700 VAC) C24 = 150мкФ 450V C25 = 100n 450 VDC C26 = 10мкФ 400V C27,C28 = 22мкФ 400V C32,C33,C34,C36,C37,C38 = 4700 мкФ63V (BC056, 30×40 mm, Conrad Electronics) C39 = 10мкФ 25V Cfb = 56pF (optional)
Активные элементы: D2,D3 = UF4007 (при отсутствии можно поставить — 1N4007) D4,D5 = 1N4001 D6,D7,D8 = 1N4148 D9,D10,D11,D12 = BY228 D13 = 1N4007 LED1 = LED, 5mm, красный светодиод Z1 = стабилитрон 110V 1.3W Q1 = BD139 Q2 = 2SC2073 Q3 = 2SA940 Q4,Q5 = 2SC5200 Q6,Q7 = BC550B Q8 = BS170 Q9,Q10 = BC547B Qbax = 2SC1815BL U1 = LM337 U2 = LM317 U3 = TL783
Лампы: V1 = ECC83 (pref. JJ Electronics), 6Н2П V2 = ECC88 (pref. JJ Electronics), 6Н23П
Разное: B1 = мостовой выпрямитель 600 V, 1A (DF06M) B2,B3 = мостовой выпрямитель 400V, 35A T1 =трансформатор с вторичными напряжениями: 30V + 250V +6.3V (Amplimo type 3N604) T2 = трансформатор со вторичными напряжениями: 2×28 VAC, 300VA (Amplimo type 78057) RLY1 = реле 24V (например Amplimo type LR) Радиаторы U3 Fischer SK104 25,4 STC-220 14K/W Радиаторы U1 и U2, FischerFK137 SA 220, 21K/W Радиаторы для Q4 и Q5, с тепловым сопротивлением 0.7K/W или лучше. 9-контактная панель для ламп — 2шт.
Чертежи печатных плат (оригинал в формате pdf) качаем здесь.(rar-архив, 186 kb)
Последнюю версию чертежей печатных плат в формате Sprint-Layout от наших читателей (редакцией «РадиоГазеты» НЕ ПРОВЕРЯЛИСЬ!) качаем здесь (rar-архив 117 kb).
Статья подготовлена по материалам журнала «Электор».
Вольный перевод — главный редактор «РадиоГазеты».
Удачного творчества!
Подробнее об элементах схемы.
Резистор R1 является сеточным резистором лампы V1a. Его значение не критично, но наличие обязательно! Резистор R2 совместно с входной ёмкостью лампы образует фильтр низких частот для защиты входа усилителя от помех. Аналогичную роль выполняет резистор R5 для катодного повторителя.
Номиналы резисторов R3 и R4 выбраны для получения на анодах ламп напряжения чуть больше 190В. При этом ток через каждую лампу составляет 0,8мА. Источник тока для диф. каскада построен на транзисторах Q6, Q7 для увеличения его внутреннего сопротивления. Светодиод задаёт опорное напряжение, а триммером Р1 можно удобно и с высокой точностью установить требуемый ток источника. Для питания генератора тока используется стабилизатор на микросхеме LM337.
При желании в схему можно ввести общую отрицательную обратную связь. Её глубина зависит от номиналов резисторов R6 и R8. При указанных на схеме значениях глубина ОООС составляет 6 дБ. Для повышения устойчивости параллельно R8 можно подключить конденсатор небольшой ёмкости (56пкФ). Если Вы не любите эксперименты или ярый противник отрицательной обратной связи, то элементы R6, R8, JP1, Cfb можно не устанавливать. Даже без общей ООС этот усилитель имеет очень низкие искажения.
Ток покоя лампы катодного повторителя выбран около 9 мА. Для снижения искажений и выходного сопротивления каскада этот тот желательно задавать побольше, но это может негативно сказаться на сроке службы лампы. Автор принял компромиссное решение.
Транзистор Q1 задаёт ток покоя транзисторного выходного каскада. Для обеспечения термостабилизации он должен быть закреплён как можно ближе к выходным транзисторам на общем радиаторе. Резистор P2 должен быть многооборотный и с надёжным контактом движка.
Резисторы R11, R16, P3 определяют входное сопротивление транзисторной части усилителя (при указанных номиналах оно составляет порядка 10 кОм). При использовании полевых транзисторов номиналы этих резисторов могут быть существенно увеличены. Триммер P3 служит для настройки «0» на выходе усилителя. Автор намеренно не использовал интегратор для этих целей, так как считает, что он негативно влияет на звучание.
Элементы R12/C4 и R20/C8 являются дополнительными фильтрами питания, и исключать их из схемы крайне не рекомендуется. Ёмкости конденсаторов С4 и С8 могут быть в пределах 220мкФ-330мкФ.
Транзисторы Q2 и Q4 образуют классический составной транзистор Дарлингтона, который даёт необходимое усиление по току. Транзисторы Q3 и Q5 образуют составной транзистор Шиклаи, имитируя комплементарный PNP транзистор. Так как Q4 и Q5 являются однотипными, то по мнению автора и комплементарность здесь достигается более полная. Для снижения искажений каскада Шиклаи обычно в него добавляют диод Баксандалла. Автор заменил его транзистором в диодном включении ( на схеме обозначен Qbax), что позволило ещё больше снизить искажения выходного каскада. Измеренные искажения при 1 Вт выходной мощности с диодом составили 0,22%, а с транзистором 2SC1815, включенным диодом, всего 0,08%. При больших уровнях выходной мощности разница между диодом и транзистором уменьшается. Печатная плата позволяет установить транзисторы типов 2SC1815 или 2SC2073 или просто диод 1N4007.
Благодаря наличию местных отрицательных обратных связей, выходной каскад имеет низкие искажения и хорошую термостабильность. Резисторы R21 и R22 должны быть безындукционные и возможно меньших габаритов.
Элементы R23 и C7 формируют цепь Цобеля для обеспечения стабильности усилителя на частотах выше 100 кГц. Базовые резисторы R13, R17, R14, и R18 также предотвращают возможные возбуждения на высоких частотах. При ёмкостной нагрузке данного усилителя для повышения его устойчивости можно последовательно с выходом подключить индуктивность (как это часто делается). Катушка содержит 16 витков медного провода диаметром 0,75-мм, намотанных на оправке диаметром 6.3-мм или на резисторе 15 Ом мощностью 2 Вт.
Схема устройства защиты и задержки включения акустических систем показана на рисунке:
Увеличение по клику
Она обеспечивает задержку подключения АС через 30 секунд после включения усилителя и отключения их при появлении на выходе опасного постоянного напряжения. Для минимизации влияния на звук реле для этого блока необходимо выбрать с надёжными и качественными контактами.
