Ламповый унч для наушников с низковольтным питанием. Делаем сами. Ламповый усилитель для наушников. Наладка и подбор транзисторов

Мне жуть как захотелось послушать хваленый теплый ламповый звук. Но купить аппарат, честно сказать, душит жаба. Поэтому, найдя схему несложного лампового усилителя для наушников , взвесив свои возможности и посчитав затраты, я понял, что для начала лучше быть не может.

То, что я представляю сейчас это уже вторая версия сделанного мной усилителя. Первая была собрана почти навесным монтажом. На нем я долго и плодотворно игрался с блоком питания. Из-за того, что собранный фильтр питания предлагаемый в оригинальной схеме не мог подавить пятидесяти герцовое гудение. Которое пропало только после установки «электронного дросселя».

Отличий от схемы по ссылке выше практически нет. Но мной было понижено анодное напряжение с 270 до 200 вольт и повышен номинал емкости С3 с 1 до 2,2 мкф. Так как у меня есть собранный девайс по аутентичной схеме, то можно сказать, что внесенные мной изменения не повлияли на качество звучания. По крайней мере на мой слух.

Так как я использовал , то говорить об использовании ламп 6Н1П и 6Н6П не приходится из-за очень большого тока накала (0.6...0.7 А на лампу). Зато понизив анодное напряжение, стало возможным применение менее габаритных электролитов.

Из-за того, что для использования ламп 6Н3П придется делать другую разводку печатной платы, остается только 6Н2П и 6Н23П. Эти лампы взаимозаменяемы, но и здесь есть подвох. Просто так заменить лампы одну на другую не удасться т.к. после замены любой из ламп усилитель необходимо настраивать, подбирая резистор Rk и добиваясь половины напряжения питания на анодах нижних ламп. А в остальном, да. Сначала можно сделать усилитель на лампах 6Н2П, как более дешевых, а потом перенастроить его под 6Н23П и сравнить звучание.

Немного о деталях. Все резисторы должны быть мощностью не менее 0,25 Вт Конденсаторы С3 и С4 должны быть рассчитаны на напряжения питания (я поставил чуть ниже, на 160 V, не те, что лежат в коробке), а вот конденсаторы в цепи катода С1 и С2 на напряжение 6...10 вольт, но так как они напрямую влияют на звук, то к их качеству необходимо предъявить повышенные требования и чем больше номинал конденсатора С1, тем лучше.

Немного о корпусе. После проблемы с анодным напряжением в ламповой технике есть еще одна проблема, это проблема корпуса. Подобрать уже готовый для своих нужд практически не возможно, а делать корпус своими руками не так уж легко. Поэтому я здесь применил старый проверенный способ изготовление корпусов из фольгированного текстолита. Ну и конечно куда без деревянных корпусных деталек в ламповой технике. :-) Габаритные размеры требуемой коробки примерно 160Х170Х50 мм.

Т.к. лампы сильно нагреваются для них сделал специальные отверстия в верхней крышке, но после недолгой эксплуатации выяснилось, что их катастрофически не хватает и пришлось досверливать как верхнюю крышку так и делать отверстия в нижней части корпуса для усиления конвекции воздуха.

Вот таким нехитрым способом на стоечках умещаются все потрошки усилителя. После улучшения конвекции воздуха для охлаждения ламп корпус хоть и нагревается, но не так сильно чтобы нельзя было спокойно тронуть рукой.

И в заключении о личных ощущениях от прослушивания. Глубокая детализация, мягкие не искаженные басы и тот самый ламповый звук. Про «тот самый» я не лукавлю. Разница в воспроизведении одной и той же композиции на лампе и на транзисторах, через наушники сильно отличается не в пользу транзисторов, (у меня с конца прошлого века стоит Pioneer A305R) а если еще и тембр блок отключить, то вообще всё очень грустно. Да, еще необходимо добавить то, что для получения должного удовольствия от прослушивания мне пришлось со временем обзавестись высокоомными наушниками Sennheiser HD 280-13 300 Ом. До этого были недорогие HD 180 и бананчики CX 215. Но басы на них были не выразительные, а иногда и похрюкивали когда делал музыку погромче.

Неожиданное продолжение.

Дело в том, что как-то пришел ко мне приятель, попить пивка, послушал аппарат и сказал, что без него домой не уйдет. Пришлось отдать ему девайс за небольшое вознаграждение. Но так, как я уже не мыслю себя у компьютера без этого усилителя, пришлось сделать еще один. Размеры платы 95х95. Так как корпус подбирал уже после того как сделал плату, мне не удалось реализовать идею бокового разъема питания поэтому пришлось вставлять его на место тюльпанов, а их сдвинуть к краю. Но и так не плохо получилось.

Корпус взял стандартный дюралевый 120х95х35 прикрутил сверху трансформатор, а на платке разместил усилитель и фильтр анодного питания.

Ну и для пущей важности закрыл трансформатор маленькой консервной банкой от зеленого горошка. Даже красить не стал. Она немного высоковата, зато идеально подходит по диаметру.

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.

Идея собрать качественный ламповый усилитель для наушников в голове витала давненько. Задумка неплохая, но останавливал один момент. С технической стороны собрать это изделие было несложно. Было пересмотрено много каких схем данного направления. Как оказалось, подобных схем нашлось в сети не больше десятка, пересмотрев и изучив подробно каждую, я пришел к неутешительному выводу: в лучшем случае две схемы из десяти, как мне показалось более менее были похоже на правду. Остальные были составлены неграмотно или в принципе не могли обеспечить достойное звучание в силу применяемых ламп. Было потрачено много времени на повторение найденных схем в целях проверки на качество и работоспособность. В конечном итоге мною была выбрана схема на лампе 6Н6П хорошо себя зарекомендовавшая по отзывам радиолюбителей, которые повторили данный девайс. Посмотреть схему можно .

Одна лампа 6Н6П у меня уже имелась и я наивно полагая купить еще одну, взялся было за дело, но как оказалось купить такую лампу не представляется возможным - их попросту нет. Тогда пересмотрев еще раз найденные схемы, решено было использовать 6Н3П, по рекомендации одного из авторов найденных схем им было написано, что с этой лампой получаются очень хорошие результаты. На том и решил.

Но прежде чем собирать данный усь, наткнулся еще на несколько схем с гибридным решением, лампа +транзистор. Посмотрел, повторил две из найденных. Буду говорить как есть: результат не впечатлил. Автор одной схемы предлагал использовать 6н23п в драйвере и в оконечном каскаде два IRF. Причем питать всю схему напряжением в 35 Вольт, ссылаясь на то, что эта лампа способно работать на сверхнизких напряжениях. Лампа то работает конечно, но как... проще говоря в паспорте этой лампы стоит совсем другая величина допустимого минимального напряжения анода. Она значительно выше. Не нужно наверное объяснять, что нормальной эмиссии при таком питании быть попросту не может и в следствии чего лампа находится постоянно в полузапертом состоянии и никакие ухищрения не помогут ее открыть как положено, что и подтвердил на собственном опыте. Думаю понятно, зачем были использованы транзисторы, чтобы согласовать усь с низкоомной нагрузкой. Своего рода избавление от выходных трансформаторов. Конечно же я думал об этом моменте. Лампа имеет высокоомный выход, а наушники из доступных в магазинах имеют максимум 52 Ома. Соответственно эту схему я забросил. Собрав еще одну гибридную уже на транзисторах КТ с двухтактным выходом, тоже остался не в восторге. Тут лампа питалась как надо, а вот выходной каскад работал в режиме В. Ну еще куда ни шло если бы стояли германиевые транзы. Кто слышал их звучание, тот поймет конечно же. Я мог взять часть той схемы и этой и объединить. Нормальное питание лампы плюс режим А на IRF. Но схема получилась бы довольно сложной. Ко всему прочему пару транзисторов я спалил моментально, а их цена 175 рублей за штуку.

Мною все же преследовалась цель собрать доступный для повторения качественный усь. И если на лампах, то на лампах без всяких транзисторов. Потратив еще неделю на эти эксперименты, раздосадованный отсутствием сколь-нибудь путного результата, забрав гнездо и лампу, оставшееся вышвырнул с балкона под стройку, чтобы не расстраиваться больше. И принялся собирать на 6Н3П.

Собрал за день. Послушал, результатом остался очень доволен. Звучит просто изумительно! Но, как и было сказано во всех статьях, выражаясь простыми словами такое решение с динамической нагрузкой не тянет низы совсем. Только на небольшой громкости. На максимуме полный завал и хрип. Оно и понятно почему так вышло Разница в сопротивлении лампы и нагрузки, вот дурь то какая! Но дурь останется дурью, если ее не трогать. Вот я решил, потрачу еще неделю, но добьюсь достойного звука.

Первое, что мне пришло в голову, как и положено в данных схемах использовать трансформатор. Теперь появилась еще одна дурь. Как сделать компактный усилитель и чтобы не было видно трансформаторов? Поразмыслив, попробовал перемотать ТВЗ пересчитав вторичку. Что сказать... звучит здорово, низы хоть отбавляй, но громоздко. Этот вариант сразу сошел на нет. Взял трансы от старого советского приемника альпинист 404. Измучившись все же намотал первичку проводом 0.08, но упустил момент, что первым слоем нужно было ложить вторичку и последним тоже. Когда понял свою ошибку, было уже поздно, а разматывать уже не было просто никаких нервов. Поэтому было намотано две вторички проводом 0.25 и запараллелены. Результат оказался неплохим, даже хорошим. Но как оказалось, пропали высокие частоты, так как намотал неправильно. Терпения уже не хватило и все бросив, пару дней находился в раздумьях.

Решение пришло неожиданно. Если не получается с трансформаторами, то нужно сделать так, чтобы лампа имела ну хотя бы вдвое меньшее сопротивление по выходу. В итоге получилась вот такая схема. В описании она не нуждается. Обе лампы работают запараллеленными.

Теперь о выборе ламп. Поэкспериментировав с тем, что имелось из ламп, использовал 6Н1П и 6Н23П. Именно эта комбинация дала самый хороший результат. До конечного результата были соотношения 6н1п+6н2п,6н3п+6н2п,6н1п+6н6п,6п23п+6н2п... и еще несколько. В каждом из вариантов появлялись свои явные недостатки. Недостаточно усиления, искажения на малой громкости, свист, металлический призвук и т.п. В дальнейшим было собрано два варианта усилителя 6Н1П+6Н23П, четырехламповый и двухламповый. В последнем результат значительно хуже, поскольку лампы работают в обычном включении и завал по низким частотам все же остался, пусть и значительно меньшим чем на 6н3п или 6н6п... Четырехламповый вариант меня радует и по сей день. Хорошие низы, прорисованные верха. Фотографии обоих вариантов выкладываю.

Несколько слов о настройке обеих схем. Важное условие: напряжения на катоде 6Н23П должны быть одинаковы и напряжение на выходе относительно минуса не должно превышать 125 Вольт. В противном случае появляется треск, как при плохом контакте на катодах допустимо 3.3-8 Вольт. Все зависит от ламп. Чем старее, тем выше на катоде. Эти величины были подобраны опытным путем.

Немного о применяемых лампах. Желательно ставить не б/у или хотя бы одинаково работавшие двумя половинками. Если лампа имеет разницу в наработке, то будет прослушиваться фон переменного тока при отсутствии сигнала. Сразу хочу предостеречь: не подключайте сразу наушники при первом включении после сборки. Замерьте напряжение на выходе: должно быть не более 0,3-0.5 Вольта. Если это значение выше, то конденсатор имеет утечку и требует замену. Как правило, это электролит.

Неполярные конденсаторы играют немаловажную роль: обогащают и подчеркивают высокие частоты. Поэтому подойдите как можно скрупулёзнее к выбору последних. Не стоит ставить квадратные в пластмассовом корпусе. И уж совсем не годятся МБМ. Самый хороший выбор - это наши отечественные коричневые слюдяные, марку не помню. Но найти на 1 микрофарад не возможно, а городить параллельно несколько штук нецелесообразно. Оптимальный вариант К73-17. Электролиты лучше импортные. Лучше всего фирмы рубикон на них так и написано. Другие более брендовые не предлагаю, поскольку цена за штуку астрономическая.

Несколько слов о наушниках. Китайские затычки даже не пробуйте. Не пожалейте три четыре тысячи, сходите в магазин и выберите самые чувствительные и высокоомные. И лучше всего как можно с большим диффузором. От некачественных наушников вы не получите никакой разницы и звука. В идеале самый замечательный вариант - это студийные профессиональные высокоомные наушники от 300 Ом и выше. Цена на такое изделие измеряется десятками тысяч, что просто немыслимо. Поэтому приобретает самое качественное из доступного. Тоже звучит очень недурно.

Питание я не затрагиваю. Возможны любые варианты, но не пытайтесь использовать электронный трансформатор в качестве повышающего. А для накала подходит лучше некуда, после небольшой переделки. Скинуть лишние витки.

Ну и как последнее к законченному девайсу: оформление. Что-то городить и слесарить из подручных материалов я не стал, как многие товарищи используют корпуса от сидюков да от старых усилителей, от всевозможных приборов. Мне хотелось чтобы вещь выглядела винтажно. Потратив еще неделю, обшарив магазины города купил 8 подсвечников из латуни и две шкатулки, одна из которых металл под золото. Подсвечники как раз подходят под размер панельки. Приклеивал супермоментом. Разбираем подсвечник, рассверливаем имеющиеся отверстия максимально побольше. Берем телескопическую антенну, подбираем колено по диаметру, обрезаем необходимую длину и собираем подсвечник. Припаиваем в верхней части и на гайку в нижней, в варианте с деревянной шкатулкой. Оставшиеся части подсвечников были собраны в три отдельных как дизайн для дополнения к конструкции.

Список радиоэлементов

Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
Двойной триод	6Н1П	1	В блокнот
Двойной триод	6Н23П	1	В блокнот
Резистор	1 кОм	2	В блокнот
Резистор	270 Ом	4	В блокнот
Резистор	150 Ом	1	В блокнот
Резистор	22 кОм	1

Попался мне на глаза симпатишный такой аскетичный ламповый усилитель для наушников . Однотактник с трансформаторным выходом. Входной каскад - обычный общий катод. Выход - однотактный катодный повторитель, нагруженный на трансформатор.

Собран красиво и аккуратно, спроектирован добротно, и звучать должен действительно здОрово, есть лишь одно "но": замечательная лампочка 12B4-A будет жить в данном дизайне очень недолго, её надо будет менять, опять менять, и опять...

Хороший усилитель

Автор разработки - дядечка в возрасте, электронщик-профессионал, даже профессор. Проектирует, собирает и продаёт много ламповой техники, явно весьма высокого качества. Я бы и за бесплатно его пропиарил, но не хочу устраивать анти-рекламу хорошему человеку. Выучка у разработчика того аппарата, похоже, старой закваски, небось в университете только лампы и изучал, и преподавал.

Удивительно, как много т.н. "ламповых гуру" не видят явных багов, которые разработчику, даже немного повозившемуся в своей жизни к примеру с микроконтроллерами, должны быть очевидны. Я имею в виду переходные процессы в системе в моменты запуска и остановки. Любой микроконтроллерщик с самого начала обучен обеспечивать надёжный сброс, а продвинутые ещё и всякие brown-out детекторы пользуют. Лампы же сбрасывать да обнулять вроде незачем. Вот и не выработана у ламповиков привычка думать в измерении, отличном от установившихся режимов.

Схема

Для начала предлагаю посмотреть на схему аппарата, немного помедитировать 😉 Второй канал я обрезал из соображений экономии места - каналы идентичны. На картинку можно "кликнуть", чтобы читались все подробности.

Проблема

Рассмотрим собственно усилитель повнимательней.

Теперь давайте проделаем небольшой умственный эксперимент. При подаче питающего напряжения катоды ламп холодные. Соответственно через вакуум не может течь никакого сколько-нибудь заметного тока. Вопрос: какое будет в такой ситуации приложено напряжение к сетке V3? Чтобы ещё упростить задачку, давайте сотрём ничего не проводящую V1b и несущественную для нашего разговора обвязку.

Опытные товарищи могут заметить, что цепочка фильтра питания R6 C7 задержит подачу высокого напряжения на сетку V3. Увы, постоянная времени этой цепочки всего 0.2 секунды, так что она мало что меняет. Для сравнения - гарантированное время прогрева накала 12B4-A по документации составляет 11 секунд. Время же прогрева собственно катода намного больше (вот соберу свою лампомерку - обязательно опубликую результаты замеров). Жаль на другие лампы таких данных не приводят.

Итого: первые несколько секунд после включения аппарата на сетке и аноде ещё холодной V3 две сотни вольт относительно катода. Да, токи ограничены и лампа в потолок не улетит. Но ускоренная эрозия катода обеспечена.

Кстати, максимальное отрицательное смещение на сетке по документации RCA на 12B4-A не должно превышать 50 вольт. Про максимальное положительное сеточное напряжение они вообще ничего не пишут, видимо решив, что ни один уважающий себя пользователь их продукции не станет учинять такого издевательства над вакуумным прибором, достойным всяческого уважения и признания. Вполне допускаю, что при 200 вольтах напряжения сетка-катод могут происходить пробои. Большой энергии там не выделится - резисторы ограничат ток на уровне не более 2 мА. Но катод будет активно "побит молью".

Красивое решение в дополнение

Более изящное решение было мною подсмотрено у одного мастера ламповой схемотехники из Америки, но скорее всего было известно ещё до него. Достаточно подключить скромный полупроводниковый диод между сеткой и катодом лампы. Конечно делать это стоит только если у этой лампы есть вероятность попасть в неприятную ситуацию, описанную выше. Диод подключаем анодом к сетке, катодом - к катоду лампы. Таким образом кремниевый диод откроется уже при 0.7 вольтах положительного смещения на сетке лампы, эффективно защищая лампу от сеточных токов и избыточных напряжений.

В нормальном же рабочем режиме при отрицательном потенциале сетки относительно катода диод будет закрыт. Собственная ёмкость диода подключается параллельно входной ёмкости лампы и слегка ухудшает частотные характеристики усилителя. Но в большинстве случаев этой дополнительной ёмкостью можно смело пренебречь, потому, что либо миллеровская ёмкость будет влиять на порядки сильнее, либо, как в случае катодного повторителя, влияние входной ёмкости практически ничтожно, во всяком случае в диапазоне звуковых частот и даже до сотен килогерц.

Увы, у диодной защиты есть один очень существенный недостаток: это же полупроводник в ламповом усилителе! Он же "портит звук". К сожалению, ещё очень многие фанаты ламповой техники молятся на идолов и совершенно не желают изучать техническую базу, принципы работы и потроха своих божков. Так что серьёзному инженеру придётся всё же считаться с этими верованиями и либо прятать те диоды, либо не использовать такой метод продления срока жизни вакуумных ламп.

Спорный вопрос

Раз уж Вы, дорогой читатель, добрались досюда - значит тема Вас интересует, и статья была написана не зря. Будьте столь любезны, потратьте ещё минуту-другую, оставьте комментарий: всё ли было понятно, согласны ли Вы с моими выводами, или вопрос так и остался спорным?

Всего Вам доброго, и долгих лет службы Вашим любимым приборам!

This entry was posted in , by . Bookmark the .

Сегодня разгонять ничего не буду. Хочется немного отдохнуть от этих гонок, завалиться на диван и послушать хорошую музыку. Что же использовать в качестве неиссякаемого источника дивных мелодий? Конечно, компьютер. Дома он давно стал не столько рабочим инструментом, сколько мультимедийным развлекательным центром. С его помощью и скачиваешь, и слушаешь, и смотришь.

Самый распространенный способ получить музыку с компьютера - это наушники. Просто, привычно, удобно и совсем не мешает окружающим. И все для этого есть. Усилитель для наушников встроен в любую звуковую карту и даже в интегрированный «звук» материнской платы. Но практически всегда в таких случаях он не особо хорош. А оверклокеры - народ требовательный и любят слушать музыку в хорошем качестве.

Если у вас есть приличные наушники, то раскрыть их потенциал не всякому интегрированному усилителю под силу. Кажется, что может быть проще – купи готовое устройство, слушай и радуйся. Тут и начинаются проблемы. Дешевый усилитель, как правило, ненамного лучше интегрированного. Тот, который нравится, стоит таких денег, что желание его приобрести пропадает само собой. А так хочется получить хороший, но по цене нехорошего… Принцип оверклокинга. Максимальный результат за минимальные деньги.

Немного отвлекусь. После того, как вся музыка перешла на цифру, стали вновь популярны ламповые усилители. Почему? Цифровой звук по сравнению с аналоговым более жесткий. А лампы его смягчают. Есть даже такой термин – «ламповый звук» .

«Ламповый звук» - термин, возникший в начале 70-х годов в среде любителей звукозаписи и электромузыкальных инструментов, обозначающий характерную тембральную окраску звука, воспроизводимого аудиосистемой, содержащей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах. Появление термина связано с началом распространения транзисторных усилителей.

Как вы уже поняли из цитаты, камень брошен не только в огород цифрового звука, но прошлись еще и по полупроводникам. «Камням», как их называют аудиофилы. Чем «камни»-то не угодили?

И полупроводники, и лампы при усилении сигнала вносят искажения, но природа последних различна, что в первых, что во вторых. В «каменном» усилителе преобладают нечетные гармоники. Они неприятны на слух. Но с помощью грамотной схемотехники их можно значительно уменьшить. С лампами иначе. Здесь преобладают четные гармоники, которые приятны нашему слуху. Поэтому коэффициент гармонических искажений хотя и выше, чем у «каменных», но не так критичен.

Мне могут возразить, что нехорошо, когда усилительный тракт вносит отсебятину, пусть даже приятную на слух. Да, наверно это так. Но насколько хорошо звучит эта «отсебятина»! Если лампы приукрашивают звук, то пусть так и будет. Накладывают же женщины макияж для подчеркивания своей красоты? Мы же не называем это «отсебятиной».

Качественное воспроизведение звука - обширная и очень спорная тема. Во многом в этой теме превалируют вкусовые пристрастия, а порой даже эзотерика, поэтому углубляться в нее не стану. И спорить тоже.

О чем это я? Ах, да. Так почему бы ламповым усилителем для наушников слегка не облагородить тот звук, что выходит с компьютера? К тому же лампы - это красиво. Светящиеся в полумраке красноватым светом нити накала выглядят завораживающе. А если это оформлено в ретро стиле. Но ламповые аппараты такие дорогие… И что? Есть старая мудрая пословица – хочешь получить вещь - сделай ее сам. Так и поступим.

В этой статье я попробую так изложить процесс изготовления усилителя, чтобы было понятно и доступно для повторения даже неподготовленному человеку. Но нужно предупредить, что в усилителе наличествуют высокие напряжения, опасные для жизни. Нужно соблюдать технику безопасности.

Конечно, не стоит ожидать от этого устройства чудес и звука тысячедолларового агрегата, но услышать и оценить «ламповый звук» будет вполне возможно.

Схема

За основу взята схема с сайта Сергея Сергеева. Она очень проста, минимум самых распространенных деталей. Это хорошо сразу с нескольких сторон. Первая - проще сделать. Но есть еще одна грань такой простоты. В ламповой аппаратуре, как в музыкальном инструменте, звучит каждая деталь. Минимум деталей – минимум искажений. Есть даже концепция короткого тракта… Но это опять философия и отход от темы. А тема – изготовление, а не размышления на тему. Поэтому поступаю следующим образом. Пишу список деталей, и еду с ним на радиорынок. На приведенной схеме есть только собственно сам усилитель, без блока питания. Эту схему я приведу ниже, в разделе «сборка». А пока детали.

Комплектация

Итак, список.

Силовой трансформатор ТАН-31-127/220-50 – одна штука. Не обязательно именно этот. Можно подобрать нужный по справочнику самому или прямо на рынке спросить у продавца трансформатор с обмоткой, чтобы получилось 200-220 вольт выпрямленного напряжения с током 100 миллиампер и обмоткой 6.3 вольта от одного ампера.
Выходной трансформатор ТВЗ 1-9. Эта модель считается одним из лучших фабричных однотактных трансформаторов, выпускаемых в СССР. Но можно использовать ТВЗ 1-1. Этот не хуже, а некоторые считают, что и лучше 1-9. Или ТВЗ-Ш. Трансформаторы эти давным-давно сняты с производства, так что не пугайтесь их внешнего вида. Желательно, чтобы они были не ржавые, катушка не мятая, без повреждений.
Лампы 6ж51п – две штуки. Можно взять 6ж52п. Но они почти все с сильным «микрофонным эффектом», их надо подбирать по минимуму этого эффекта из нескольких. Склонны к самовозбуждению. Из шести купленных мною было отобрано только две. Считается, что повезло. Одну вообще выкинул, она откровенно свистела. Но звук у них ничуть не хуже 6ж51п, а некоторым они нравятся больше. Ресурс их работы - 1000 часов. Поэтому при желании можно купить больше, в запас.
Панельки к лампам ПЛ9 – две штуки.
Регулятор громкости – сдвоенный переменный резистор 47 кОм – одна штука. Это по желанию. Можно регулировать громкость программно, средствами операционной системы или программного проигрывателя.
Катодный резистор 100 Ом, 5 Вт – две штуки.
Два резистора 1.8 кОм, 10 Вт. Это в фильтр блока питания. Лучше, конечно, поставить дроссель. Но это - габариты и усложнение. Хотя с дросселем намного меньше фона. Дроссель от 5 Гн, на ток от 100 мА.
Сеточный резистор 470 кОм, 0.5 Вт (желательно угольный), две штуки.
Диодный мост 6 А, 1000 В - две штуки.
Конденсатор фильтра питания 470 мкФ, 450 В – одна штука. Лучше два. От качества питания во многом зависит звук.
Конденсатор фильтра питания 100 мкФ, 450 В – одна штука.
Конденсатор фильтра питания накала 470 мкФ, 16 В – одна штука.
Конденсатор фильтра питания накала 10 000 мкФ, 16 В – одна штука.
Катодный конденсатор 4700 мкФ, 16 В – две штуки. Они должны быть Low ESR. Продавцы на рынке называют их «компьютерными».
Шунтирующие конденсаторы, пленка 1 – 4.7 мкФ, 400 В – четыре штуки. Это для шунтирования электролитических конденсаторов. Лучше купить шесть, пригодятся при настройке.
Входные разъемы. Два RCA разъема.
Выходной разъем TRS, другое название «Джек» 6 мм. Не люблю «миниджеки», ненадежны. Но если у вас на наушниках «миниджек», тогда ставьте его.
Соединительный провод. Отлично подходят провода, добытые из витой пары пятой категории.
Провод для соединения блока питания и усилителя. Можно использовать звуковой провод, сечением 0.5 мм. А я нашел старый в тряпочной изоляции. Для ретро вида.

Список - дело хорошее, но с ним - как с напитками. Сколько ни пиши, все равно еще раз бежать придется.

Также понадобятся два корпуса. Один - для сборки самого усилителя, а второй - для сборки блока питания к нему. Тут полная свобода для творчества - сделать самому или подобрать что-то готовое.

Почему блок питания вынесен отдельно? Делается это для того, чтобы максимально разнести трансформатор питания и остальные компоненты. Первое: меньше наводок, а, следовательно, чище звук. Второе: силовой трансформатор при работе вибрирует. Больше или меньше - зависит от качества. А практически все лампы обладают «микрофонным эффектом». Если постучать ногтем по работающей лампе, то в динамиках вы этот стук услышите, плюс звон (от сотрясения) самой лампы. Вибрация силовика будет попадать в звуковой тракт, а это малоприятно.

Для изготовления блока питания использую корпус от сгоревшего компьютерного коллеги. А для усилителя приспособил ящик из-под сигар, купленный по случаю на «молотке». Почему не металлический корпус? Опять защита от вибраций. Вспомним старые ламповые радиоприемники. В некоторых моделях шасси для сборки выполнено из металла, а в некоторых из дерева. Считается, что дерево лучше звучит, поскольку меньше передается вибраций на лампы от трансформаторов. Но это опять же дело вкуса, кому что нравится.

Проблем с покупкой не возникло. Упомянутые детали отнюдь не дефицитны и продаются в достаточном количестве.

Вот с этой кучкой и будем работать. Только, как всегда, произошла небольшая накладка. Забыл купить мощные резисторы в блок питания и продавец по ошибке положил конденсаторы 0.1 мкФ, вместо 1 мкФ (синие в нижнем левом углу). Я не проверил, а когда все собрал, было уже невозможно переснять этот кадр. Так что дальше будут появляться детали, не попавшие в этот снимок.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем, как приступить к сборке, необходимо проверить, есть ли у вас для этого необходимые инструменты.

Паяльник, мощностью 40-60 Вт.
Припой, меня вполне устраивает оловянно-свинцовый ПОС-61.
Флюс . Канифоль в спирте.
, чтобы придерживать детали при пайке.
, чтобы откусить лишнее.
Дрель.
Сверла.
Малярная лента , для защиты корпуса при работе. Помогает в разметке.
Кисточка и немного краски, но может и не пригодиться.

Изготовление блока питания

Начну с блока питания. Сначала, открыв корпус, раскладываю детали, которые будут находиться в нем. Когда определяюсь с размещением, сверлю отверстия и с помощью винтов с гайками креплю силовой трансформатор.

И распаиваю его, сверяясь со справочником и схемой.

Конденсатор С1 - это фильтр, стоящий в сетевом разъеме. F1, F2 – предохранители. В отличии от импульсных блоков питания в этом случае они действительно работают. Лучше поставить. К сожалению, у меня оказалась только одна колодка, пришлось один поставить на входе трансформатора. С2, R1, C2 – фильтр анодного питания. Номиналы - С2 100 мкФ на 450 В. R1 составлен из двух параллельно соединенных резисторов 1.8 кОм. С3 – 470 мкФ на 450 В. С2 размещается в блоке питания, а остальное в корпусе самого усилителя. Параллельно С3 припаян пленочный конденсатор 1 мкФ, 400 В. С4 - конденсатор фильтра питания накала ламп 470 мкФ на 16 В.

Один провод от разъема подключения сетевого кабеля припаиваю к выводу 1 трансформатора, выводы 2 и 4 соединяю перемычкой. А второй провод от разъема питания соединяю с трансформатором через выключатель, который присутствовал на блоке питания и предохранитель. Колодка предохранителя закреплена на стенке блока рядом с выключателем.

Прикрепляю к корпусу блока диодные мосты. Опять пользуюсь винтами с гайками. М3 отлично входят в отверстия решетки блока, так что даже пользоваться дрелью не пришлось.

Теперь нужно распаять вторичные обмотки трансформатора. Снова заглядываем в справочник . Припаиваю провод к выводу, обозначенному волнистой линией «~», диодного моста и соединяю с клеммой 7 трансформатора. Затем соединяю клеммы 8 и 9 перемычкой, а клемму 10 соединяю со вторым выводом «~» диодного моста. На выход моста припаиваю конденсатор 100 мкФ на 450 В, соблюдая полярность. Если здесь сделать ошибку, при включении будет небольшой пиф-паф и конденсатор разлетится на клочки. На эти же выводы припаиваю провода, которые пойдут к анодным цепям усилителя.

Теперь проделываю то же самое с цепью накала. С клемм 19 и 21 трансформатора припаиваю провода к диодному мосту. Выводы «~». А к выводам моста «+» и «-» моста - конденсатор 470 мкФ на 16 В. И по аналогии провод, который пойдет к накалам ламп. Провода нужно прикрепить к корпусу, чтобы потом не оторвать. Вот что получилось у меня. На провода, припаянные к выводам 12 и 11, внимания можно не обращать. Это я добавлял обмотки для повышения анодного напряжения. Потом сделал так, как написано выше.

После монтажа нужно проверить правильность соединений. Лучше два раза с перерывом. И только после этого включить блок в сеть и измерить выходные напряжения. Напряжение накала может быть завышенным, в пределах 7-7.3 В, что не страшно. Под нагрузкой оно просядет до нужных 6.3 В. Высокое должно находиться в пределах 180-230 В. У меня получилось 189.

С крышкой блока не повезло, решетка куда-то затерялась. Пришлось сделать новую, из перфорированного металла. В законченном виде блок питания выглядит так.

На мой взгляд, ничуть не хуже, чем было бы с «родной» вентиляционной решеткой.

Почему не все конденсаторы фильтра расположены в блоке? Основные конденсаторы принято располагать как можно ближе к лампам, для уменьшения наводок. Поэтому в блок питания вынесены только первые конденсаторы фильтра.

Пора приступать к самому усилителю.