Ламповый усилитель схема — идеальный звук
Ламповый усилитель схема — представленная здесь конструкция однотактного усилителя выполненного на электровакуумных лампах 6П3С, 6Н8С, никаких особых сложностей не имеет. Тем не менее этот ламповик обладает высококлассным звучанием, хотя нужно подчеркнуть, что звуковая картина несколько необычна. Это относительно многих других известных ламповых аппаратов такого класса.
Принципиальная схема лампового усилителя
В случае самостоятельного построения данного устройства по приложенной схеме, нельзя допускать отклонений от указанный параметров и значений используемых компонентов. Конструкция неоднократно тестировалась на предмет улучшения звука, вследствие чего был определен оптимальный вариант установленных деталей. Если вносить в схему какие-то изменения от себя, то вы должны знать, что это существенно влияет на звуковую сцену на выходе.
Невзирая на эти тонкости при сборке, аппарате может быть с успехом изготовлен и начинающими радиолюбителями. Это возможно по причине несложной базы применяемых электронных компонентов и эффективной схемотехники. Ламповый усилитель схема, которого здесь приведена, работает по такому принципу. Одна часть двойного триода 6Н8С соединяется по параллельной схеме, для того чтобы снизить внутреннее сопротивление.
Примененные в приборе радиодетали, в частности постоянные резисторы имею значение МЛТ, а также проволочные. Конденсаторы блокировки и для цепей разделения нужно ставить типа БМТ-2 на номинальное напряжение 400v и МБМ рассчитанных на 160v
Само по себе значение установленных емкостей не очень большие, поэтому с осторожностью можно поэкспериментировать по увеличению их номинального значения. Но опять же это необходимо делать только, когда вы неоднократно прослушаете звучание усилителя на авторской схеме
Тогда будет легче выявить какие-либо улучшения или наоборот ухудшение звука.
Источник питания выполнен с возможностью обеспечения стабилизированного напряжения для нитей накала. На этапе тестирования лампового усилителя проверялись традиционные схемы снижения фонового искажения. Но в итоге удалось получить положительный эффект только после включения в схему линейного регулируемого стабилизатора напряжения LM317T, гарантирующий идеальное звучание. Без излишних наворотов блок выпрямителя смонтирован с применением емкостей фильтра с номинальным значением 66000 F.
Принципиальная схема блока питания
Для получения высоковольтного напряжения была применена схема удвоения напряжения, ввиду того, что в конструкции был использован обыкновенный телевизионный трансформатор ТС 160. Задержку включения питания в цепь анода выполняет простой выключатель. До него стояла схема на демпферном диоде 6Д20П в паре с реле. Однако в процессе испытания обнаружилось, что без этого узла на лампе, звук на выходе усилителя значительно прозрачнее.
Трансформаторы на выходе в обязательном порядке нужно использовать звуковые тр-оры ТВЗ-1-9 предназначенные для работы в выходном тракте лампового усилителя. Поскольку низкая индуктивность первичной обмотки формирует серьезный провал в диапазоне нижних частот, что собственно и нужно от представленной здесь схемы. Ламповый усилитель имеет следующие характеристики, при условии, что на выходе установлены трансформаторы ТВЗ-1-9.
Частотный диапазон -3дБ; 35-22000 Гц, коэффициент нелинейных искажений 6%, шумовой фон — 90 дБ с мощностью на выходе 6 Вт. Предложенный здесь усилитель прекрасно работает в течении уже двух лет без всяких нареканий. А то, что в схеме присутствует стабилизатора напряжения LM317T, так это продуктивная замена лампы, дающая наибольший эффект.
Предыдущая запись Портативная беспроводная колонка
Следующая запись Аудио видео техника история сокрушительных неудач
Выходные трансформаторы усилителя. Аспекты согласования трансформатора и громкоговорителя. Как должно быть и как есть на самом деле
Выходной трансформатор лампового усилителя — это важнейший компонент с точки зрения влияния на звук. От качества выходного транса и согласованности его с выходной лампой зависит частотный диапазон усилителя и его выходная мощность. Также вторичная обмотка выходного трансформатора должна быть согласована с сопротивлением катушки используемого громкоговорителя.
В транзисторных усилителях все проще — мы можем подключить к усилителю практически любой громкоговоритель, главное чтобы его сопротивление не было слишком мало, чтобы не превысить допустимый ток выходных транзисторов. От сопротивления динамика в транзисторном усилителе будет зависеть выходная мощность, в соответствии с формулой P = (U*U)/R где P — выходная мощность, U — действующее значение напряжения сигнала на громкоговорителе (RMS) а R — сопротивление его катушки (импеданс), измеренное на частоте тестирования динамика (обычно это 1000 Гц).
С ламповым усилителем все несколько сложнее. Приведенная формула тоже работает, но для того чтобы выходной трансформатор правильно работал и мог отдать динамику максимальную мощность, его вторичная обмотка должна быть согласована с сопротивлением динамика. То есть теоретически мы не можем просто взять и подключить к выходу трансформатора, рассчитанного для работы с динамиком на 4 Ома, динамик с сопротивлением 8 Ом. Я написал «теоретически», потому что на практике бывает так что у нас нет выбора. Есть какой-то готовый трансформатор и какие-то колонии с таким-то сопротивлением. И не всегда это будет совпадать. Ничего страшного не случится, усилитель будет работать. Но нам придется смириться с ухудшением характеристик усилителя. Обычно в случае несогласованности мы можем потерять в выходной мощности и в низких частотах.
Также было и в моем случае в 2006 году. У меня были в наличии два советских трансформатора, «выдранных» из старых телевизоров. Это были трансформаторы типа ТР-7. На трансформаторах написано «трансформатор звуковой частоты ТР-7» и приведены количества витков первичной и вторичной обмоток. Это 2000 витков ПЭЛ 0,18 и 100 витков ПЭЛ 0,58.
Трансформатор звуковой частоты ТР-7 от телевизора Рубин-102 для однотактного выходного каскада на лампе 6П14П
Фактически в ламповом усилителе выходной транс является трансформатором сопротивления, который преобразует сравнительно высокое сопротивление анодной нагрузки электронной лампы (несколько кОм) в низкое сопротивление для подключения динамика (несколько ом). Найдя в справочнике оптимальное сопротивление нагрузки для нашей лампы и зная сопротивление нашего динамика мы можем определить нужные параметры трансформатора.
Трансформаторы ТР-7 использовались в телевизорах Рубин-102 и использовались с как раз лампой 6П14П (а не с 6П1П как в первом варианте моего усилка). Для этой лампы оптимальное сопротивление нагрузки — 4,5 кОм. Коэффициент трансформации нашего транса K = 2000 / 100 = 20. Общее сопротивление катушек громкоговорителей в телевизоре Рубин-102 было 11 Ом. То есть 20*20*11=4400 Ом. То есть первичная обмотка трансформатора практически соответствует рекомендованному сопротивлению для лампы 6П14П и транс действительно рассчитан на нагрузку около 11 Ом. Сопротивление моих колонок равно 8 Ом. То есть усилитель работает не совсем в оптимальном режиме, но тем не менее работает хорошо. Оптимальное сопротивление анодной нагрузки для 6П1П еще больше — около 5 кОм. И здесь чаша весов склоняется в пользу версии на 6П14П, так как сейчас трудно найти готовый трансформатор сделанный именно под 6П1П. Таким образом, использовать 6П1П в наше время имеет смысл только в том случае, если они у вас есть.
Если бы я делал усилитель сейчас, я бы заказал выходные трансформаторы на Алиэкспресс. Они хороши тем, что их вторичные обмотки имеют отводы для подключения как колонок с сопротивлением 4 так и 8 Ом. И в любом случае усилитель с таким трансформатором будет работать в режиме, близком к идеальному.
Я выбрал советские лампы и китайскую сборку
Самый простой ламповый усилитель собирается на советских лампах типа 6ж«Х», где Х — цифра от 1 до 12. В зависимости от конкретной цифры, меняется звучание готового устройства и некоторые условия настройки, не критичные для готового изделия.
Преимущество этой схемы — невероятная простота и возможность отказаться от громоздкого трансформатора — лампы этого типа можно питать не переменным, а постоянным током! Вот с этого и начинается «дешево и сердито».
К тому же, лампы этого типа до сих пор выпускаются (завод восстановлен американским бизнесменом). Да и раньше были очень распространены: на любом рынке их можно покупать десятками. Кроме того, их можно заменить на не менее распространенные E180F или 6688. Китайские производители выпускают на базе этих ламп множество готовых аудиорешений различного назначения.
Параметры трансформатора питания
Для того чтобы изготовить трансформатор питания для лампового усилителя 6П14П потребуется воспользоваться магнитопроводом на основе электротехнической стали Ш-40, имеющей толщину набора в 50 мм. Намоточные параметры преобразовательного устройства выглядят следующим образом:
- В первичной (сетевой) обмотке должно иметься 430 витков медного провода в изоляции ПЭЛ 0,8.
- Его вторичную катушку следует наматывать проводом ПЭЛ-0,31, число витков которого должно быть не менее 400 (от нее питается выпрямитель, обеспечивающий получение анодных напряжений для ламп).
- В обмотке накальной цепи двойного триода 6Н2П (б-б) необходимо намотать 11 витков провода ПЭЛ-1.0.
Питающие обмотки, работающие на цепи накала ламп L4 и L5 (в-в), имеют по 13,5 витков провода ПЭЛ 1,0. По завершении сборки силового блока полный комплект электротехнических устройств будет готов к установке в рабочую схему.
При выполнении всех обозначенных в статье требований удается получить качественный выходной трансформатор для ламп 6П14П, гарантирующий надежную работу двухтактного усилительного каскада.
Что такое автоматическое и фиксированное смещение электронной лампы?
Отрицательное смещение на сетке лампы нужно для того, чтобы установить правильный режим работы, при котором лампа могла бы эффективно усиливать сигнал. Если на сетку не подавать отрицательное смещение относительно катода, то лампа всегда будет полностью открыта и через нее будет протекать всегда максимальный ток. Это значит, что в случае маломощной лампы. она просто не сможет усиливать сигнал, а в случае с мощной выходной лампой она даже может раскалиться и выйти из строя. Поэтому на сетку лампы должно быть подано некоторое отрицательное напряжение относительно ее катода, которое частично «закрывает» лампу, уменьшая ее ток покоя. В случае с фиксированным смещением катод лампы соединяется с «землей» (обычно через резистор сопротивлением 1 Ом для контроля тока через лампу) а на управляющую сетку лампы через дополнительный резистор подается отрицательное напряжение от отдельного выпрямителя. желательно также стабилизировать это напряжение и обеспечить его регулировку, чтобы иметь возможность подстраивать ток покоя ламп.
При автоматическом смещении все гораздо проще. Мы просто включаем в цепь катода дополнительный резистор небольшого сопротивления. В случае схемы нашего предварительного усилителя — это резистор R6. При этом ток, проходящий через лампу создает на этом резисторе некоторое небольшое напряжение, которое как бы «приподнимает» потенциал катода относительно «земли». Поскольку сетка лампы соединена с «землей» через резистор R2, то на сетке получается отрицательный потенциал относительно катода лампы (НЕ относительно земли, а именно относительно катода!). Сопротивление резистора R6 отличается для разных типов ламп, и берется из справочника по конкретной лампе. То есть номинал этого резистора — это фактически один из параметров лампы. если мы хотим использовать лампу 6Н23П то должны использовать резистор на 680 Ом. Для лампы 6Н23П нужно установить резистор на 1.5К.
При использовании рекомендованного резистора нужное напряжение смещения создается автоматически. Поэтому данный тип смещения и называется «автоматическое смещение». если по каким-то причинам начинает возрастать ток через лампу, одновременно увеличивается и падение напряжения на катодном резисторе, и лампа немного более закрывается, ограничивая ток.
Преимущества автоматического смещения перед фиксированным — это простота и дешевизна (не нужен дополнительный выпрямитель и дополнительная обмотка силового транса), и большая стабильность работы, автоматическая подстройка смещения при колебаниях напряжения питания. Поэтому такое включение всегда используется в маломощных каскадах предварительного усиления.
Недостатки заключаются в том, что мы вводим в цепь лампы дополнительное сопротивление. Это уменьшает максимальную выходную мощность. Если в усилителе небольшой мощности (как в этой статье) это практически не заметно, то в ламповых усилителях на 50 — 100 Вт это уже создает проблемы. Поэтому выходные каскады мощных ламповых усилителей всегда строятся по схеме с фиксированным смещением. Второе неудобство — необходимость каждый раз при замене ламп подстраивать их ток покоя, регулируя напряжение смещения специальными построечными резисторами.
Кроме того вводя в цепь катода лампы резистор, мы создаем местную отрицательную обратную связь по переменному току, которая сильно уменьшает усиление лампы. Для устранения этой обратной связи параллельно резистору включается конденсатор большой емкости. В нашей схеме это «электролит» С2. Он должен быть рассчитан на напряжение 16 — 25 вольт.
Фазоинвертор (ламповый усилитель)
В двухтактный ламповый усилитель входит каскад фазоинвертор, его назначение — разделение входного сигнала на две противофазные полуволны . Так как любой каскад с нагрузкой анодной цепи инвертирует сигнал, часто применяется простая схема фазоинвертора на двух усилительных каскадах.
Фазоинвертор — это два усилительных каскада с общим катодом, сигнал с выхода первого каскада поступает на один из входов двухтактного каскада, а далее через делитель напряжения R4R5 на вход второго инверитирующего каскада. R5 регулирует уровень сигнала на входе таким образом чтобы выходные напряжения обеих полуволн были одинаковы. Схема проста, она обладает хорошим усилением но не применима в высококачественных усилителях из-за больших фазовых и частотных искажений. Так же схеме не обладает стабильность работы при старении (износа) ламп.
Вторая схема более стабильна в работе и обладает более лучшими характеристиками. В схеме R2 R4 служат нагрузками каскада на которых выделяется противофазный сигнал. Резистор автоматического смещения R3 задает ток покоя, а сеточный резистор R1 определяет входное сопротивление. При допуске 0,5-1% резисторов R2R4 можно получить отличную симметрию противофазных сигналов, причем эта симметрия не зависит от параметров ламп. Так же эта схема не требует регулировок после замены ламп. Недостаток схемы это коэффициент усиления равный 1, что предполагает использование предварительного усилителя.
Более совершенная схема это схема на основе балансного каскада усиления. Эта схема самобалансирующая фазоинвертора. каскад на Л1 0 усилитель с общим катодом, Л2 включена по схеме с общей сеткой и управляющим катодным током лампы Л1 через общий катодный резистор R3. Сетки обеих ламп подключены к общему резистору атоматического смещения R4. Сетка Л2 заземлена по переменному току через С2. Для обеспечения высокой точности расщепленного сигнала (разделенного противофазно) в качестве анодных сопротивлений R5R6 следует применить прецизионные резисторы.
На последнем рисунке показана схема фазоинвертора который имеет выходное напряжение до 100В и может обойтись без предварительного усиления входного сигнала. Благодаря перекрестным связям эта схема автоматически балансируется по постоянному току. Введение R1 R7 позволяет обеспечить большой динамический диапазон и высокий коэффициент усиления. Значения резисторов подобраны так , чтобы ток через Л1Л2 и R1 R7 был примерно равным. Данная схема обеспечивает коэффициент усиления равный 500. Такой фазоинвертор можно применить с выходным каскадом в котором лампы используются в источниках питания. Такие лампы применяются из-за большой рассеивающей мощности и большого анодного тока, хотя они обладают низким коэффициентом усиления и требуют большого напряжения раскачки (6С19П, 6Н41С, 6С41С, 6С33С).
Литература МРБ1257 Климов Д.А. Ламповые усилители — Методика расчета и конструирования
Источник
Ламповый усилитель Hi-End своими руками
Перед началом монтажа необходимо разобраться с некоторыми правилами для сборки такого рода приборов. Нам необходимо будет применить основной принцип монтажа ламповых приборов – минимизацию креплений. Что это значит? Вам нужно будет отказаться от монтажных проводов. Конечно, это не везде получится сделать, но их количество необходимо свести к минимуму.
В хорошем ламповом усилителе Hi-End применяются монтажные лепестки и планки. Они используются в виде дополнительных точек. Такая сборка называется навесной. Также вам нужно будет распаивать резисторы и конденсаторы, которые находятся на ламповых панелях. Крайне не рекомендуется использовать печатные платы и собирать проводники так, чтобы получились параллельные линии. Таким образом сборка будет выглядеть хаотичной.
Требования к качеству электрической машины
Самый простой тороидальный трансформатор представляет собой устройство из двух обмоток со стальным сердечником. Предъявляются определенные требования к электрический машине
Обратить внимание следует на то, что:
- первичная обмотка подключается к источнику тока;
- вторичная примыкает к потребителю энергии.
Магнитный провод усиливает индукцию, поэтому его коэффициент подбирается в строгом соответствии с техническими характеристиками обмоток. Витки обмотки определяют, какую силу имеет электромагнетизм. Изменяя число обмоток можно создать систему для лампового усилителя, которая бы преобразовывала любое напряжение.
При самостоятельном изготовлении используйте специальный станок для намотки — он упрощает процесс. Латры берутся одинаковыми, между листами не должно быть зазоров. Если будут щели, то непременно их заполнить железными листами. Выводы обязательно закрепляются при помощи сварочных точек.
Двухтактный усилитель класса А
Усилители в режиме A обеспечивают высокое качество звучания, однако переход к режиму AB при той же мощности рассеяния на аноде позволяет получить в два-три раза большую выходную мощность. Выходной каскад в режиме AB уже не может работать с катодной связью, поэтому без отдельного фазоинверсного каскада не обойтись.
Выходная мощность = 6 Вт (Кг<1%). Входное напряжение = 0,1B.
Рис. 2. Принципиальная схема двухтактного ламповго УНЧ класса А на 6C4, EL84 (6 Ватт).
Усилитель выполнен по схеме с непосредственной связью каскадов и охвачен глубокой ООС (-30 дБ). Двухтактный выходной каскад работает в классе А. Он выполнен по схеме с катодной связью и не требует отдельного фазоинверсного каскада.
Сетка VL3 заземлена по переменному току. Часть напряжения с катодов выходных ламп подана на экранирующую сетку VL1, что стабилизирует режим по постоянному току.
Налаживание сводится к подбору R1 …R3 так, чтобы напряжение на управляющих сетка выходных ламп составляло -12 В относительно их катодов.
Выходной трансформатор выполнен на сердечнике Ш-22х50. Первичная обмотка содержит 2×1 000 витков провода d=0,18мм, вторичная — 42 витка провода d=1,25. Обмотки секционированы, вторичная обмотка размещена между слоями первичной.
Трансформатор для двухтактника на 6П36С
Хорошая лампа 6П36С.
Недорогая и хорошо звучащая. Для двухтактника
на 36-х трансформатор с Ra-а = 6,85 ком на нагрузке 16, 8 и 4 ома.Каркас делим средней щекой. Мотаем половины в разные стороны.
На каждой половине:
Первичка — две секции по 560 витков (10 слоёв по 56 витков) провода
ПЭВ-2 0,355 мм.
R акт первички – 98 ом.
Вторичка – между ними – 112 витков того же провода в два слоя,
отводы от 56-го и 79-го витка для 4-х и 8-ми ом соответственно. 112
витков – для 16-ти ом.
Таких вторичек три в параллель на каждой половине.
R акт вторички – 0,88 ома. Приведённое – 352 ома.
Соединяем первичные обмотки перекрёстно-последовательно.
Вторичные, – параллельно.
Итого на каркасе 2240 витков в первичной обмотке и 112 во вторичной.
Железо, естественно, собирается вперекрышку без зазора.
КПД – 93%.
Остаётся добавить, что такой выходник подойдёт для РР на ГУ50, 6С4С,
6П3С, Г807 и пр. лампах с внутренним сопротивлением 0,8 – 1,5 ком.