Сразу оговорюсь - данная антология никоим образом не претендует на звание пособия по ламповой схемотехники. Схемы (в том числе исторические) отбирались по сочетанию технических решений, по возможности с "изюминками". А вкусы у всех разные, так что не взыщите, если не угадал... В старых схемах ряд номиналов приведен к стандартным.

Скептики уверяют, что некоторые схемы вообще звучать не могут "по определению". Вот одна схема, которая производит именно такое впечатление. Но все-таки она работала!

Это схема взята в качестве отправной точки. Усилитель выполнен на новых тогда пальчиковых лампах, по классической схеме на пентодах без общей ООС. Интересно решена цепь регулировки тембра ВЧ, но реально работать "на подъем" она может только при высококачественном выходном трансформаторе. Поскольку усилитель предназначался для электропроигрывателя, на силовом трансформаторе сэкономили. Если кроме звукоснимателя ничего больше к нему не подключать, электробезопасность с некоторой натяжкой соблюдается. Хорошо жить в цивилизованных странах - розетки правильные. Вот фаза, вот нейтраль, вот ноль. И во всех розетках почему-то одинаково. А у меня в квартире, например, часть выключателей стояла не в фазном проводе, а в нулевом. Что уж после этого от розеток требовать...

От пентодов в первом каскаде отказались довольно быстро. Два триодных каскада справлялись с этой задачей не хуже, а качество звучания возросло. Дальнейшее улучшение принесли ультралинейные схемы выходных каскадов. В таком включении экранная сетка присоединяется к отводу первичной обмотки выходного трансформатора. Возникающая при этом местная ООС значительно снижает выходное сопротивление каскада и повышает его линейность, причем усиление снижается ненамного. Правда, ультралинейная схема в основном использовалась в двухтактных усилителях. Ниже приведена схема типичного однотактного усилителя с ультралинейным выходным каскадом.

рис.2

Номиналы деталей в регуляторе тембра скорректированы с учетом современных требований - в оригинале они только горбатили АЧХ на 5 кГц. Впрочем, подъем ВЧ тогда вообще применяли редко. Варианты этой схемы буйно расцвели в эпоху совнархозов, когда партия и правительство решили завалить страну дешевыми радиотоварами. Ультралинейный каскад исчез, регулятор тембра упростили, а силовой трансформатор нередко упраздняли вообще или ставили только накальный. Экономили на всем, и это заметно. Звучание проигрывателей в картонных чемоданах помнят многие - неплохая середина, а больше ничего нет.

При повторении схемы можно отказаться от регулятора тембра, а вместе с ним исключить первый каскад усиления. Тогда в двухканальном варианте для драйвера понадобится только один двойной триод. Можно также ввести неглубокую ООС с выхода усилителя в цепь катода первого или второго каскада.

Повышению глубины ООС в ламповых усилителях препятствует набег фазы на разделительных конденсаторах. Для устранения этого недостатка межкаскадная связь должна быть непосредственной. И такая схема появилась:

рис.3

Поскольку при низком анодном напряжении крутизна лампы снижается, для получения необходимого усиления пришлось использовать пентод. Триоды с необходимыми характеристиками появились позже. Еще одна изюминка схемы - включение мостового регулятора тембра в цепь общей ООС усилителя. Достоинство этого решения в том, что при максимальном подъеме АЧХ исключается перегрузка по входу. Если регулировка производится в предварительном усилителе, риск такой перегрузки есть. Поэтому включение регуляторов в цепь ООС усилителя мощности применялось долгое время и в усилителях на транзисторах и микросхемах. Качество звучания, кстати, от этого явно выигрывает.

Прямой наследник этой схемы - усилитель Губина, неизменный участник выставок Hi-End. Он может работать с пентодным и триодным включением ламп выходного каскада. Для полного счастья можно предусмотреть и ультралинейный вариант.

рис.4

Однако у схем с непосредственной связью есть и недостатки. Первый - необходимость подавать анодное напряжение только после прогрева катодов. В противном случае высокое напряжение на сетках может вывести лампы из строя или сократить срок их службы. Для этого нужно использовать устройства задержки подачи анодного напряжения, или выполнить выпрямитель на кенотроне с большой тепловой инерцией катода. На худой конец можно использовать отдельный тумблер для анодного напряжения, но это не слишком удобно.

Второй недостаток - противоречие между экономичностью и качеством звучания. При использовании в выходном каскаде автоматического смещения приходится либо снижать анодное напряжение драйвера, либо смириться с увеличением мощности, рассеиваемой на резисторе в цепи катода.

Интересное решение этой проблемы нашлось на http://www.svetlana.com/. Можно подать сигнал в цепь экранной сетки выходного пентода, постоянное напряжение на ней обычно близко к анодному напряжению драйвера. Резистор автоматического смещения при этом может иметь относительно небольшое сопротивление. Правда, крутизна по экранной сетке значительно ниже, но зато и линейность лучше. Первая сетка при этом заземляется, а пентод превращается в своеобразный триод, работающий с сеточным током (режим А2). Но драйвер придется умощнять катодным повторителем.

рис.5

Кстати, если первую сетку выходного пентода не заземлять напрямую, ее можно использовать для подачи сигнала местной ООС, в том числе и частотно-зависимой. А это уже путь к созданию полосового усилителя без отдельного кроссовера.

Сходное решение драйвера используется и в другом усилителе. Он попал сюда из-за параллельного включения триодов выходной лампы. Однако минусов там немало, прежде всего - чудовищная расточительность. Из всей потребляемой усилителем мощности почти треть приходится на цепи смещения. Гораздо разумней было бы использовать для смещения отдельные выпрямители, а в драйвере - SRPP на двойном триоде средней мощности.

Любители качественного звука оценят нашу сегодняшнюю самоделку: ламповый однотактный усилитель Magnifique Evolution.

Made in ex-USSR from the old soviet components .

Это история о том, куда может завести неосознанное желание создать нечто из ничего, и о том, во что этот «монстр» может обернуться.

Джазово-рокенрольные импровизации

Есть такой вид времяпрепровождения – рассмотрение в сети всякой техники: Маранцы, Деноны, Ямахи, Ротели, Неды и проч. Подобный новодел окружает со всех сторон, свисает над головой, «упрашивая» купить, поменять и купить снова. Что иногда и происходит.

Но параллельно с этим у меня шел процесс доработки своей техники. Аудиофильскими, и не только, методами я пытался получить звук, который, по моим представлениям, соответствовал нужному мне уровню качества. Я добивался динамичного (драйвового), теплого, детального, прозрачного звука с незыблемой сценой. Вот где-то так… И это наконец произошло. Я получил нужный мне звук на транзисторном классе АВ. И что дальше? Тупик… Если звук теплый, и детальный, прозрачный и драйвовый, то в условиях конкретной комнаты его нельзя и нелепо делать еще более таковым, каков он уже есть, ибо все это уже есть. Но всегда хочется чего-то большего… И выход есть! Японский усилитель Luxman 550A. Транзисторный класс А. Всего 20Вт на канал. Но каких ватт! Искажения – 0,005%. Внутри все не просто правильно, а идеально правильно. Большие стрелочные индикаторы радуют глаз. Масть и отделка корпуса. Короче – Hi-End! 5700$!!! Подождите…

В моем случае интереснее, это уж точно, получить такой же звук на другом типе аппаратуры. Лампы! Лампы, лампы! Это вдохновляет.

Ибо каждый уважающий себя ценитель музыки должен иметь в своем арсенале и . Это и вдохновило, особенно творения тех храбрых джентльменов которые представили свои проекты в сети.

Чтобы не изобретать «велосипед», решено было создать усилитель из готовых схемных решений с привнесением своих представлений о «правильном».

Схема

Расположен на отдельной плате и содержит в себе двойной электронный дроссель с задержкой анодного напряжения по конструкции Чугунова. На этой же плате расположился источник напряжения смещения и стабилизатор постоянного напряжения накала драйверной лампы. Спектр питания получился очень чистый.

Вся схема питается от двух трансформаторов: основной – ТАН-43 и дополнительный, на 10В, для подсветки индикаторов и для накала драйверной лампы. В качестве второго можно задействовать ТН-30.

Сам усилитель выполнен отдельным блоком, по схеме Олега Чернышева, с фиксированным смещением выходных ламп. Конденсаторы C4 обеспечивают коррекцию по верхним частотам. Для линейной характеристики достаточно 100 nF. У меня стоит 200 nF – подъём на 1db.

Регулятор уровня громкости наборной, на базе советского приборного спаренного переключателя на десять позиций. Я его предварительно разобрал, почистил, смазал густой силиконовой смазкой и поставил более мягкую пружину. Вся конструкция окружена экраном из медной жести. Общее сопротивление регулятора напрямую влияет на уровень самых нижних частот и на уровень шума. Его сопротивление рекомендую в пределах 15 – 24 кОм.

Выходные трансформаторы ТВ-2Ш (ТВЗ-1-9). Подбирались из семи штук по максимальному уровню сигнала и частотному диапазону.

Селектор входов на тумблере на два источника. Разумеется, есть возможность и место соорудить релейную систему, если захочется в будущем.

Провода идущие от входных гнёзд к селектору уложены в толстый посеребренный медный экран от какого-то военного радиокабеля.

Корпусные провода от всех блоков и экранов и от лицевой панели сходятся в центре блока питания на минусе конденсаторов.

Взаимное расположение всех узлов, блоков и разъемов определялось по минимальному уровню шумов и контролировалось по спектрометру с последующими сравнительными замерами RMAA.

Вместо блока Олега Чернышова, если не нравится его звук или для эксперимента, можно поставить блок усилителя по такой распространенной схеме http://cxem.net/sound/amps/amp46.php или любой другой однотакт соответствующего тока потребления.

Компоненты БП, установленные на радиаторы, расположены вверх теплоотводом. При вертикальной установке этих компонентов с другими , необходимо изменить разводку .
R24 – регулировка напряжения накала Л1 6,3 В.
R17 – регулировка напряжения выхода электронного дросселя 300В.
С14 – определяет время установки рабочего режима анодного напряжения.
R11 – установка тока пентодов. При анодном – 300В. На R10 48mV.
R12 – установка уровня индикаторов на 0db (2W) 2,85В при нагрузке на выходе 4 омма.

Корпус

Чернышев назвал свой усилитель Pokemon– маленький карманный монстр. В моем случае, из-за почти полного неведения, что творю и что хочу, получился усилитель для полноформатного корпуса. Или карман должен быть больше… Цели, уплотнить все детали для компактности, у меня не было. Тем более, если что захочется изменить, то корпус не будет помехой.

Корпус собрался из стеклотекстолита. По-другому не получилось. Но получилась довольно устойчивая конструкция. Шасси – 6мм. Задняя стенка – 4мм. Верхняя крышка (2мм). Её цвет и фактура, на мой взгляд, приемлемы и не требуют окраски. Передняя панель из фольгированного стеклотекстолита (2мм), обшитого спереди алюминием (2мм). В дополнение для усиления и украшения применялись различные алюминиевые уголки. Шасси конечно будет значительно удобнее, если его сделать с окнами под платы, как делали в старину. Для этого можно смело использовать толстую фанеру, а не дорогой стеклотекстолит. Вентиляционная решетка – мыльница. Опорные ножки – подшипники (Primare отдыхает).

***

Собственно, весь этот проект – это процесс создания ради самого процесса, а не с целью получить некий самый лучший усилитель с эталонным звуком. Детали применялись самые простые, особенно это касается выходных трансформаторов и переходных конденсаторов (К73 мало кто рекомендовал на эту роль).

Каков результат?

Что мы видим и слышим? Несмотря на отсутствие принципиального перфекционизма, и где-то, формальный подход, получилось очень красивое и стильное, как по мне, изделие, которое продемонстрировало достаточно мощный и красивый звук, даже на низко чувствительных (85db) АС. Возможно, это конечно и не Luxman-550A, но можно отметить, высокую детальность и прозрачность звука, теплоту и динамичность, а также «неприличное» отсутствие даже намека на шум или фон. Вообще по индивидуальным ощущениям, после прослушивания, это очень хороший результат.

Приборные замеры

Потребление электроэнергии: 66 VA, 46W, 0,3A.

Выходная мощность ограниченная видимыми искажениями синусоиды, при входе 1,3V: 2,3W.

Максимальная выходная мощность: 3,6W.

Диапазон частот при линейности 1,5db: 30Hz – 18kHz.

Ваша статья будет здесь если Вы ее нам пришлете:) [email protected]

Лучевой тетрод 6П7С является практически полным аналогом «звуковых» ламп 6ПЗС, 6L6G, адаптированным для работы в схемах строчной развертки телевизоров.

Он отличается улучшенной изоляцией между электродами, несколько большим импульсом анодного тока, повышенной электрической прочностью. Вывод анода вынесен на купол колбы пампы в виде металлического колпачка (рис. 1). В то же время, ВАХ тетрода 6П7С весьма близки к таковым 6ПЗС и 6L6.

Рис. 1. Конструкция и цоколевка лампы 6П7С.

Высокое качество ее звучания приближается к звучанию генераторного тетрода типа Г-807. Последний заметно превосходит такую общепризнанную «классику» как 6ПЗС/6L6 и 6П27С/ЕL34.

При построении выходных каскадов усилителей ЗЧ можно без особых проблем воспользоваться электрическими режимами, принятыми для ламп 6ПЗС/6L6 или 6П27С/ EL34.

• напряжения на аноде Ua = 250 В, экранной сетке Uc2 = 250 В, катоде Ек = 14 В (резистор автоматического смещения Rk = 180 Ом 2 Вт);
• ток анода Іа0 = 72 мА, экранной сетки Іэ0 = 5,8 мА (гасящий резистор Rc2 = 2,4 кОм 0,25 Вт);
• напряжение возбуждения на управляющей сетке Ucl=10 В.

В таком режиме крутизна лампы S = 5,9 мА, внутреннее сопротивление R(= 32 кОм, сопротивление анодной нагрузки Ra = 2,5 кОм, максимальная (Кг = 10%) выходная мощность 6,5 Вт.

Напряжение/ток накала 6,3 В/900 мА, предельно допустимое напряжение на аноде 500 В, длительно рассеиваемая на аноде мощность не более 20 Вт.

Принципиальная схема УМЗЧ

Пример практической реализации УМЗЧ с однотактным выходным каскадом на лампе 6П7С при работе в схеме с автоматическим смещением на управляющих сетках показан на рис. 2. Входной сигнал поступает на резистор R1, выполняющий роль регулятора усиления.

Рис. 2. Схема самодельного УМЗЧ с однотактным выходным каскадом на лампе 6П7С.

Остановимся на этом элементе подробнее, поскольку входные цепи во многом определяют качество звучания устройства. Начнем с регулировочных характеристик.

Для регуляторов громкости общепринятыми являются резисторы с показательной (обратнологарифмической) зависимостью сопротивления от угла поворота движка, т. е. необходима характеристика типа «В».

Конструкция резистора должна обеспечивать надежный механический контакт между подвижными электродами и токопроводящим элементом.

Объяснение очень простое: в данной зоне происходит сильнейшая деградация звукового сигнала, не говоря уже о том, что хрипы и трески в процессе регулировки просто-напросто действуют на нервы.

Для сдвоенных резисторов важным показателем качества является разбаланс характеристик. Рассмотрим возможные варианты выбора.

Сразу же отклоняем «экстремистский» вариант — применение типично «хай-эндовских» компонентов, подобных Ricken Ohm, — они мало кому доступны. Остановим выбор на более распространенной элементной базе.

Из импортных достаточно качественных и не слишком дорогих аудиокомпонентов можно рекомендовать резисторы фирм ALPS, Bourns, Spectroll. Из отечественных неплохо работают объемные композиционные типа СП4-1 или СПО.

Совет. Не следует применять металлопленочные и лакопленочные элементы.

Из дискретных регуляторов возможно использование отечественных типа РП1-57Е. Желающие могут попробовать поставить проволочные потенциометры ПТП-21.

Первый каскад усилителя собран на одной половинке двойного «звукового» триода 6Н8С (VL1.1). Входной усилитель на 6Н8С использует обе части этой лампы.

Он представляет собой стандартный усилитель напряжения с резистивной нагрузкой и коэффициентом передачи порядка 11. Рабочий режим лампы VL1.1 задается резистором автоматического смещения R4, анодной нагрузкой служит резистор R5.

Второй каскад, подобно первому, также является типичным усилителем напряжения с резистивной нагрузкой R8 в анодной цепи. Коэффициент его передачи порядка 5.

Примечание . Единственное отличие второго каскада от «классической» схемы заключается в увеличенном на порядок сопротивлении автоматического смещения R9 в цепи катода VL 1.2. Это вызвано необходимостью установки корректного рабочего режима при большом положительном потенциале на управляющей сетке триода.

Высокое сопротивление в цепи катода предопределяет большую глубину местной ООС, которая значительно снижает усиление по переменному току. Кроме этого, согласно концепции построения High-End аппаратуры, наличие ООС является нежелательным.

В связи с этим резистор R9 зашунтирован электролитическим конденсатором С2. К его качеству предъявляются повышенные требования, т. к. этот элемент довольно сильно влияет на звучание устройства. Специализированные аудиоэлектролиты типа Elna-Gerafine высокого качества имеют не менее высокую цену и малодоступны.

Совет. Можно воспользоваться алюминиевыми оксидно-лектролитическими конденсаторами типа К50-24, К50-29; чуть хуже К50-35. Из двух однотипных компонентов с одинаковыми электрическими характеристиками, но разными размерами, предпочтение отдать следует конденсаторам с большими корпусами. Последние обычно лучше звучат, хотя в каскадах предварительного усиления эта примета оправдывается не всегда.

Попытка зашунтировать С2 пленочными или бумажными конденсаторами не привела к получению четко выраженного желаемого эффекта. В качестве С2 не рекомендуется использовать оксиднополупроводниковые.

Впрочем, к особенностям выбора конденсаторов, устанавливаемых в катодной цепи лампы, мы еще вернемся при изучении оконечного каскада. По переменному току второй и оконечный каскады связаны между собой разделительным С4.

Этот элемент на качество звучания влияет самым радикальным образом, поэтому разговор о требованиях к его качеству заслуживает особого внимания.

Сразу отметим, что идеального компонента, который бы совершенно не портил звук, в природе просто-напросто не существует. К таковым можно было бы отнести вакуумные либо воздушные конденсаторы.

Однако представить, а тем более реализовать на практике, усилитель с «проходником» размером с пару танковых аккумуляторов весьма проблематично. Поэтому выбор типа С4 всегда является компромиссом.

Конечно, можно просто отметить высокое качество специализированных аудиофильских изделий таких фирм как Jensen Capacitors либо экзотики «разлива» Audio Note, и на этом поставить точку. Но запредельная цена таких компонентов моментально переводит их практически для всех радиолюбителей в разряд столь же запредельных мечтаний.

Остановимся подробнее на реально доступных элементах общего применения отечественного производства. По мнению многих разработчиков аудиоаппаратуры наилучшими считаются бумаго-масляные и бумаго-фольговые изделия типов К40-9-5 (с 5-й приемкой); К40-У9; К40А-2; КБГ; ОКБГ; БМ-2; БМТ-2.

Чуть хуже металлобумажные вроде МБМ, МБГ, К42-.... Последние отличаются тем, что их обкладки получают нанесением на бумагу тонкого, не более 1 мкм, слоя металлизации (для сравнения: толщина алюминиевой фольги 80 мкм), а после свертывания пакета в рулон заготовку пропитывают церезином.

Вследствие таких конструктивных и производственно-технологических особенностей металлобумажные конденсаторы по сравнению с бумаго-масляными и бумаго-фольговыми имеют пониженную электрическую прочность, которая за счет диффузии ионов металлизации в диэлектрик в процессе старения уменьшается еще больше.

Существует некоторая «вязкость» звучания бумажных конденсаторов в области высоких частот. В то же время «слюдянка», обеспечивая четкость и прозрачность «верха», не позволяет получать необходимую пластичность и рельефность звука в области средних частот и мид-баса, которыми столь славится «бумага».

Примечание. После ряда экспериментов автору удалось установить, что параллельное включение бумажного и слюдяного конденсаторов, емкость последнего должна составлять 1—7% от емкости основного, позволяет совместить достоинства звучания обоих типов.

Подбором соотношений емкостей можно в некоторой степени изменять характер звуковоспроизведения. Практика показала следующее: для разделительного конденсатора емкостью более 0,1 мкФ в случае, когда входное сопротивление последующего каскада составляет не менее 200 кОм, слюдяной дополнительный конденсатор должен иметь емкость в пределах 2—10 тыс. пФ.

Таким образом, С4 можно составить из «бумажника», скажем, типа К40У-9 или БМТ-2 емкостью 0,22—0,25 мкФ с рабочим напряжением не менее 250 В и слюдяного конденсатора, например, КСО-5, КСО-11, емкостью 3000—6800 пФ с таким же, либо большим, максимальным рабочим напряжением.

Примечание. В случае построения стереофонического варианта усилителя к подбору конденсаторов, составляющих «проходник» С4, следует подойти особенно аккуратно.

В первую очередь, из имеющегося запаса однотипных «бумажников», причем желательно чтобы они были из одной партии, с помощью цифрового прибора необходимо отобрать два конденсатора с реально одинаковой емкостью.

Последнее требование более важно, чем точное соответствие номинала, указанному на принципиальной схеме. Поскольку емкость разделительного конденсатора менее критична, чем в корректирующих цепях, С4 может лежать в пределах 0,17— 0,29 мкФ.

Необходимость использования одинаковых элементов в обоих каналах аппарата вызвано стремлением получить равные АЧХ и ФЧХ, к рассогласованию которых стереосистемы очень критичны. А при одноканальном звуковоспроизведении даже очень большие фазовые искажения практически не сказываются.

Нелишним будет измерить коэффициент собственных нелинейных искажений конденсаторов с помощью прибора и методики, предложенных в [Лукин Е. «Комплекс для измерения сверхнизких нелинейных искажений» — «Радиохобби» №2/2000 с. 40]. Полезно убедиться в том, что собственный механический резонанс конденсатора не попадает в область звуковых частот.

!!! Внимание. Детали, имеющие «механический» резонанс в звуковом диапазоне, для аудиоаппаратуры не пригодны.

Завершив подбор бумажных конденсаторов, аналогичным образом поступают и со слюдяными. После этого их можно установить в схему. Из пленочных конденсаторов наиболее пригодными для звукового тракта считаются фторопластовые типов ФТ-...; К72-..., чуть хуже полистироль-ные ПМ-...; ПО; К70-...; К71-...; полипропиленовые К78-....

!!! Внимание. Не следует использовать в аудиотракте полиэтилентерефталат-ные (лавсановые) конденсаторы типа К73-..., которые портят звук самым серьезным образом.

Такая возможность позволяет выбрать наиболее приемлемый характер звучания аппарата при прослушивании музыкальных программ различных жанров и направлений. Так, например, для жесткой рок-музыки в исполнении таких групп, как ACDC, наиболее подходит тетродное включение.

Этим жанрам некоторое ухудшение разрешающей способности и прозрачности не очень вредит, тем более что оно вполне компенсируется дополнительными «драйвом» и агрессивностью звучания.

Ультралинейный режим более пригоден для шансона, в т. ч. «русского», некоторых направлений регги и джаза, поп-музыки. Вообще же, данное включение является своего рода разумным компромиссом, позволяющим получить вполне приемлемые результаты как для не очень агрессивного рока, так и целого ряда произведений классики.

И, наконец, триодное включение в наибольшей степени раскрывает свои возможности при прослушивании классической и некоторых разновидностей т. н. «акустической» музыки. Впрочем, данные рассуждения и наблюдения не следует воспринимать как догму, ведь кому как не вам знать, что вам лучше.

Коммутация режимов осуществляется переключателями SA1.1 и SA1.2. Лучше всего выбрать сдвоенный галетный, причем двухплатный, по-другому, двухгалетный. Связано это с тем, что между галетами необходимо поместить электростатический экран.

Внимание. Невыполнение этого требования может привести к возникновению самовозбуждения.

В стереофоническом варианте аппарата SA1 можно выполнить в виде пары раздельных для каждого канала двухплатных переключателей, либо воспользоваться одним четырехгалетным.

Совет. Устанавливать SA1 необходимо как можно ближе к оконечному каскаду и подсоединять его к соответствующим цепям проводниками минимально возможной длины. Лучше всего, если это будут непосредственно выводы резисторов R12—R15.

Качеству контактных групп переключателя SA1 следует уделять самое пристальное внимание, поскольку они могут стать источником сильнейших искажений. Недопустимо использовать изделия с контактными группами, изготовленными из фосфористой бронзы или меди, латуни, посеребренных металлов:

• первый материал имеет высокое переходное сопротивление;
• остальные не подходят в связи с их низкой механической прочностью и склонностью к окислению, а в атмосфере крупных промышленных городов еще и образованию различных химических, в первую очередь, сернистых соединений, которые являются полупроводниками.

Для первых экспериментов можно взять компоненты, у которых контактные группы выполнены из бериллиевой бронзы или имеют покрытие из сплава серебра с 40% никеля. Все эти материалы:

• хорошо противостоят истиранию;
• обладают неплохими электрическими характеристиками;
• сравнительно дешевы.

Более дорогой вариант — применение переключателей с позолоченными контактами. К «элитным» изделиям принадлежат компоненты, имеющие контактные группы с покрытием из платино-иридиевого сплава либо родия (применяемый материал указывается в спецификации предприятия-изготовителя).

И, наконец, даже «самый лучший» материал окажется совершенно бесполезным, если конструкция изделия не обеспечивает надежного механического контакта, о чем тоже нельзя забывать.

В принципе, SA1 можно собрать на основе реле с герметичными контактами, для чего придется организовать систему логического управления. Ее схемное решение для опытного радиолюбителя трудностей не представляет.

Кратко о цепях, связанных с SA1. Первая галета переключателя SA1.1 связана с цепью экранной сетки оконечной лампы VL2. С ее помощью выбирается желаемая схема построения выходного каскада:

• неподвижные контакты, закрепленные непосредственно на галете, подключены к соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора Тр.1 и источнику анодного напряжения;
• подвижный контакт, установленный на вращающемся роторе переключателя, через резистор R15 связан со второй сеткой лампы VL2.

В тетродном включении R15 служит токоограничивающим элементом, который предотвращает опасность электрической перегрузки сетки лампы.

При работе в ультралинейном режиме с помощью R15 в некоторой степени уравниваются напряжения на экранной сетке и аноде VL2, а также создается местная ООС умеренной глубины, что повышает линейность каскада.

Вторая секция переключателя SA1.2 связана с цепью катода той же лампы. К неподвижным контактам подключены катодные резисторы автоматического смещения R12—R14.

Примечание. В процессе наладки схемы их сопротивление подбирается таким образом, чтобы анодный ток покоя выходной лампы во всех трех включениях лежал в пределах 72—75 мА.

На принципиальной схеме указаны ориентировочные значения R12— R14. Более точно подбирать их лучше лишь после того, как новые оконечные лампы будут «прожарены» на холостом ходу в течение хотя бы 20—30 часов.

Подвижный контакт SA1.2 подключен к катоду оконечной лампы. В эту же точку подсоединен и положительный вывод электролитического конденсатора С5.

Данный элемент схемы исключает возникновение местной ООС по переменному току за счет падения напряжения на катодных резисторах. Первоначально емкость конденсатора С5 можно взять равной 1000 мкФ.

Более точное ее значение зависит от целого ряда факторов и не в последнюю очередь от характеристик ваших акустических систем. Разумеется, что заранее учесть их влияние в комплексе — задача весьма сложная, поэтому приходится доводить «до ума» аппарат по результатам контрольных прослушиваний.

Общепринятой упрощенной формулой для расчета емкости конденсатора, шунтирующего катодный резистор автоматического смещения, считается следующая:

где Fн — низшая частота заданного рабочего диапазона в Гц; Rк — сопротивление резистора автоматического смещения в Ом.

Подставив Fн = 10 Гц и Rк = 200 Ом, получаем Ск=500—1000 мкФ. После увеличения емкости С5 с 500 мкФ до 1000 мкФ бас становится более глубоким и объемным, что в принципе можно было предсказать и заранее.

Но вот наращивание ее до 2000 мкФ дает резко отрицательный эффект. В области нижнего баса появляются гул и характерное «бубнение», а мид-бас становится «зернистым». В придачу ко всему в среднечастотном регистре начинают прослушиваться крайне неприятные посторонние призвуки.

Требования к качеству данного элемента уже рассматривались при описании предварительного усилителя, но в данном случае имеется ряд нюансов.

Здесь специфика связана с большой мощностью звукового сигнала, которую развивает оконечный каскад. Автором были опробованы малогабаритные, толщиной не более мизинца электролитические конденсаторы Nippon, Rec и Rubycon емкостью 1000 мкФ с рабочим напряжением 63 В, которые звучали, во-первых, по-разному, что не удивительно, а во-вторых — как-то «плоско».

Замена их на К50-29 с теми же номиналами, но имеющими в несколько раз больший геометрический объем, привело к положительному результату. Сразу же появились столь желанные глубина, динамика, а сам бас стал более собранным, упругим и насыщенным.

Объяснение данному эффекту такое. В оконечных каскадах к катодному конденсатору прикладывается звуковой сигнал значительной мощности. Поэтому начинают сказываться:

• и такая характеристика как максимально допустимое напряжение пульсации (ее необходимо учитывать и при построении каскадов предварительного усиления)
• и допустимая реактивная мощность, т. е. значительное влияние оказывают тепловые процессы компонента.

Примечание. Все рассмотренные выше аспекты выбора комплектующих актуальны не только для данной конструкции.

Все каскады данного усилителя питаются от одного источника анодного напряжения. Междукаскадные развязки выполнены в виде RC-цепочек.

Они включают в себя резисторы R7 и R16, а также электролитические конденсаторы С1, СЗ. По сравнению с цепями, в которых действует звуковой сигнал, требования к качеству фильтрующих элементов проще. Здесь вполне возможно использовать конденсаторы типов К50-20, К50-26, К50-27, К50-31, К50-32, К50-35. Подойдут компоненты и более ранних разработок К50-3, К50-6, К50-7, К50-12.

На первый взгляд, не имеет никакого значения, куда именно устанавливать в цепи питания более качественный компонент, ведь он вроде бы не взаимодействует напрямую со звуковым сигналом. Но это далеко не так.

Изучим влияние оконечного каскада на предыдущие. Для более простого понимания происходящего будем считать, что междукаскадная развязка отсутствует. В процессе усиления сигнала полный анодный ток лампы делится на две составляющие: постоянную и переменную. Г

енератором последней служит сама лампа. Если бы источник анодного питания имел нулевое внутреннее сопротивление, то переменная составляющая анодного тока выходной лампы пошла бы через тот источник совершенно «прозрачно», никакого влияния на работу предыдущих ступеней не оказывая.

Однако на практике любой источник питания имеет определенное, пусть даже небольшое, внутреннее сопротивление. Поэтому часть переменной составляющей анодного тока оконечной лампы ответвляется в анодные цепи предыдущих каскадов, собранных на триодах VL1.1 и VL1.2.

При этом данная часть тока проходит через гасящие резисторы R16 и R7 (они устанавливаются, поскольку напряжение питания предварительных каскадов обычно ниже, чем выходных), анодные нагрузочные сопротивления R8 и R5, разделительные элементы R6 и С4, а также резистор утечки R10.

Аналогичное влияние оказывает второй каскад усилителя на первый, к тому же ситуация здесь усугубляется наличием гасящего резистора R16. Из-за этого значительно увеличивается эквивалентное внутреннее сопротивление источника анодного питания.

Примечание. Амплитуда тока в анодной цепи предварительного каскада во много раз меньше, чем оконечного.

Теперь рассмотрим случай, когда С1 и СЗ, обладая хорошими формальными характеристиками, имеют неудовлетворительные «звуковые» свойства.

Примечание. В такой ситуации они не только не способны эффективно выполнять свою функцию—замкнуть на общий провод помеху, но и (что гораздо хуже) могут сами генерировать дополнительную «грязь».

Распространяясь по шине питания, весь этот «мусор» проходит описанный выше путь, усиливается, и, примешиваясь к полезному сигналу, явно не способен украсить музыкальную программу.

Весьма эффективным способом борьбы с данным эффектом является раздельное питание узлов аппарата — в идеальном случае для каждого каскада отдельный выпрямитель, широко применяемый в элитной аудиоаппаратуре. В более простых устройствах приходится идти на компромисс, питая все узлы схемы от одного источника.

Теперь сделаем выводы. Чем больше усиление имеет вся схема при разорванной петле ООС, тем более качественные элементы должны использоваться в цепи питания.

Наиболее критичны к качеству комплектующих изделий первые каскады усиления, в меньшей — выходные. Поэтому для элементов развязки питания первого каскада УМЗЧ следует применять компоненты высокого, в идеальном случае «сигнального» качества.

Помимо этого в ряде случаев хороший эффект дает шунтирование электролитического конденсатора высокочастотным, подобно тому как это делают для «проходника».

Примечание. Особое внимание нужно уделить деталям, входящим в междукаскад-ную развязку схемы в случае использования кенотронных блоков питания.

Последние имеют повышенное, по сравнению с полупроводниковыми, собственное сопротивление.

Распространенное и довольно эффективное средство снижения эквивалентного сопротивления выпрямителя — применение на выходе фильтра очень большой емкости, превышающей, по крайней мере, в несколько раз необходимую для получения заданного коэффициента пульсаций.

Здесь особенно хороши импульсные конденсаторы. От аналогичных изделий общего применения их отличает повышенная энергоемкость, малое последовательное сопротивление (ESR) и способность отдавать большие импульсные токи.

Из конденсаторов отечественного произволства в данном применении неплохо зарекомендовали себя К50-23, чуть хуже К50-17, К50-21, К50-13. Можно воспользоваться комплектующими более ранних разработок — К50-ЗФ, К50И-3, К50И-1.

Поэтому не случайно уделено столько внимания освещению процессов, происходящих в цепях питания схемы. Остается добавить, что рассмотренные здесь вопросы актуальны и справедливы применительно не только к ламповой звукоусилительной технике, но и к полупроводниковой.

В последнем случае ситуация осложняется из-за больших токов, действующих здесь, которые в десятки, сотни, а порой и в тысячи раз превосходят таковые в ламповой аппаратуре.

Остальные элементы, входящие в цепь питания данной конструкции и показанные на принципиальной схеме (рис. 2), содержат выключатель SA2 и резисторы R17, R18. Остановимся на их назначении. С помощью SA2 разрывается цепь подачи анодного питания. Это необходимо в трех случаях:

• во-первых, в момент первоначального включения усилителя в сеть, когда катоды ламп еще не успели в достаточной степени прогреться. Подача полного анодного напряжения в этот момент чревата пробоем в лампе и/или разрушением катода;
• во-вторых, пользоваться выключателем SA2 приходится, и делать это нужно обязательно, в момент перехода с одной схемы оконечного каскада к иной. Снятие анодного питания резко снижает интенсивность переходных процессов, что гарантировано защитит. АС от выхода из строя во время этой операции;
• в-третьих, данный элемент необходим для организации т. н. дежурного режима Standby.

Этот режим сводится к следующему. В первые секунды после подачи напряжения накала система подогреватель-катод испытывает значительные электрические и механические нагрузки. Первые обусловлены низким сопротивлением холодной нити накала, а вторые — тепловыми деформациями, возникающими во время разогрева катода.

Разумеется, включения-выключения накала отрицательно сказываются на долговечности лампы. Поэтому в перерывах прослушивания продолжительностью до нескольких часов усилитель лучше не выключать.

С другой стороны, держать полностью подготовленным аппарат в течение 2—3 часов неприемлемо как по экономическим соображениям (неоправданно повышенный расход электроэнергии и опять же снижение ресурса ламп за счет износа катодов), так и по соображениям техники безопасности.

Поэтому при не очень длительных паузах в работе снимают только высокое анодное напряжение. Резисторы R17, R18 в режиме Standby образуют делитель анодного напряжения.

Его функция связана с тем, что работа лампы при включенном накале, но без токоотбора считается более тяжелым режимом по сравнению с номинальным и может привести к т. н. «отравлению» катода.

Для устранения этой «напасти» достаточно подать на электроды лампы напряжение, составляющее 7—15% от номинального. К самим R17, R18 каких-либо особенных специфических требований не предъявляется.

Блок питания для первоначальных экспериментов может представлять собой простейший полупроводниковый выпрямитель с емкостным фильтром.

Он должен обеспечивать выходной ток не менее 120 мА в монофоническом варианте аппарата при напряжении 290 В. В дальнейшем желательно собрать блок питания с 4-кратным запасом по мощности.

Совет: Для сглаживания пульсаций лучше всего подойдет CLC-фильтр, причем выходную емкость полезно увеличить до 1000—1500 мкФ на каждый канал.

В случае построения выпрямителя на полупроводниковых приборах предпочтение следует отдать высокочастотным диодам с большой площадью кристалла. Сами вентили можно зашунтировать слюдяными конденсаторами емкостью несколько тысяч пикофарад. Еще лучше собрать кенотронный выпрямитель. По цепи накала один канал усилителя потребляет ток около 1,5 А, хотя запас до 1,8—2 А, конечно, не помешает.

Схемы цепей питания подогревателей ламп — стандартные, с применением обычных противофоновых мер. В идеальном случае это использование постоянного стабилизированного напряжения.

Изготовление трансформаторов

Выходной трансформатор выполнен на базе серийного «сетевика» типа ТПП-286У производства Николаевского (Украина) трансформаторного завода. Такие же типоразмеры, конструктивные элементы и габариты имеют изделия серий ТПП 283—ТПП 289.

Все эти трансформаторы собраны на основе магнитопровода ШЛМ 25x40. Его конструктивные характеристики: сечение центрального керна — 10 см2, средняя длина магнитной силовой линии — 16 см, размеры окна 15x45 мм, толщина ст. ленты 0,35 мм. Во избежание насыщения сердечника под воздействием постоянного подмагничивания его собирают с зазором 0,25 мм.

Совет: При сборке стереофонического варианта усилителя постарайтесь найти трансформаторы из одной партии или, по крайней мере, с одинаковой датой выпуска. Это во многом гарантирует идентичность электрических характеристик магнитопроводов.

Каркас катушки трансформаторов серийного трансформатора имеет ширину 39 мм и глубину 13 мм.

Перед началом намотки с помощью напильника необходимо придать ему правильную геометрическую форму, в первую очередь, вывести прямые углы окна каркаса.

В противном случае, необходимое количество провода может и не вместиться. После этого следует прорезать до наружной поверхности дна те щели в щечках каркаса, через которые проходят выводы 1,2.а—2.6 и 3. Остается удалить заусеницы и слегка закруглить кромки прорезей, предназначенных для выводов обмоток, во избежание обрыва провода.

Анодная обмотка содержит 3000 витков, разделенных на 6 равных секций по 500 витков. Каждая из секций обмотки I выполнена в 5 слоев по 100 витков.

От 1300-го витка сделан отвод 7, который используется в ультралинейном режиме и обеспечивает коэффициент включения р=0,43. Вторичная обмотка состоит из пяти однослойных секций по 32 витка, общее количество витков — 160.

Рис. 3. Схема расположения обмоток и электрических соединений между их секциями.

Схема расположения обмоток и электрических соединений между их секциями показана на рис. 3. Указанное соотношение числа витков обеспечивает оптимальное согласование выходной лампы с нагрузкой сопротивлением 8 Ом. В

ыбор такого варианта не случаен, т. к. большая часть акустических систем высокой чувствительности имеет именно такое сопротивление.

Примечание. Для получения удовлетворительного звучания данный усилитель должен эксплуатироваться с АС чувствительностью не ниже 92 дБ/Вт/м.

Характерной особенностью конструкции катушки данного выходного трансформатора является его намотка двумя сложенными проводами. Выполнение обмоток сигнальных трансформаторов, особенно входных и междуламповых, жгутом из нескольких сложенных вместе проводов или литцендратом особой новинки не представляет и встречается сравнительно часто.

Гораздо реже подобная намотка применяется в мощных выходных трансформаторах. Таким приемом в некоторых своих моделях пользуются создатель торговых марок Audio Note и Kondo Хирояши Кондо и Сусуму Сакума — основатель «культовой» фирмы Tamura.

В рассматриваемой конструкции применение двух параллельных обмоточных проводов объясняется следующим образом:

• с одной стороны, проводник обладает свойством направленности, поэтому на качество звука влияет «полярность» его подключения;
• с другой стороны, катушка выходного трансформатора относится к числу весьма ответственных и трудоемких узлов ламповых усилителей.

Примечание. Вместе с тем, сразу же угадать правильное направление включения провода, а тем более быть в этом абсолютно уверенным, практически невозможно. Серия же подобных экспериментов — занятие продолжительное, крайне трудоемкое и дорогостоящее.

Учитывая, что амплитуда переменного напряжения, действующего в анодной обмотке выходного трансформатора, соизмерима с величиной анодного питания, а наиболее критичны к направлению включения проводов именно малосигнальные цепи, в которых одновременно действует и постоянный ток, было решено воспользоваться предложением В. И. Горюнова. Эта идея была опубликована в [Горюнов В. Письмо 1, «А если в параллель?» «Радиохобби» №6/2000, с. 42].

Дополнительным аргументом, говорящим в пользу данной конструкции, можно считать и тот факт, что при использовании двух проводов удается сэкономить 7—10% площади окна сердечника по сравнению со случаем, когда применяется один проводник сечением, равным суммарному, но большего диаметра. Для выполнения первичной обмотки выбран провод ПЭТВ-1 00,16 мм.

Технологически намотка катушки трансформатора производится следующим образом. Вначале с катушки с проводом на пустой барабан перематывается примерно половина, после чего можно приступать к работе. Использование такого метода, а не применение двух уже готовых бухт:

• во-первых, обеспечивает заведомое получение встречно-парал-лельного включения;
• во-вторых, это гарантирует однородность химического состава и кристаллической структуры материала обоих проводников.

В процессе работы необходимо внимательно следить за тем, чтобы провода ложились ровными параллельными рядами и ни в коем случае нигде не пересекались. Пример правильной намотки катушки показан на рис. 4.

Рис. 4. Пример правильной намотки катушки.

На нем провода, которые относятся к одному витку, выделены белым/ черным фоном. Между слоями анодной обмотки проложена изоляция в виде одного слоя бумаги толщиной 10—15 мкм от мощных т. н. «косинусных» конденсаторов. Активное сопротивление правильно выполненной первичной обмотки составляет около 220 Ом между выводами 1-14.

Примечание. Масло, которым пропитана такая бумага, смущать не должно, т. к. оно является отличным диэлектриком и, к тому же, прекрасно растворяется в парафине и/или техническом воске, нисколько не мешая нормальному ходу «проварки» катушки.

Рис. 5. Схемы расположения выводов секций обмоток на стандартном каркасе от ТПП: а — первичной; б — вторичной.

Вторичная обмотка выполняется также двойным проводом марки ПЭВ-1 0,5 мм. Междуобмоточная изоляция — комбинированная трехслойная.

Нижний и верхний слой из провощенной кабельной бумаги толщиной 0,08 мм. Не случится большой беды, если эта бумага будет пропитана трансформаторным или конденсаторным минеральным маслом. Внутренний слой — фторопластовая лента толщиной 50 мкм.

Последняя секция первичной обмотки изолируется двумя слоями фторопласта и одним электротехнического картона толщиной 0,3—0,4 мм. Схема расположения выводов секций обмоток на стандартном каркасе от ТПП показана на рис. 5.

Римской цифрой I указано первоначальное направление укладки проводов, а II — направление вращения каркаса катушки в процессе намотки. После намотки катушки и полной сборки всего трансформатора его следует целиком пропитать парафином либо техническим воском.

Резюме

При использовании выходного трансформатора рекомендованной конструкции усилитель имеет следующие характеристики: максимальная выходная мощность 4—6 Вт при коэффициенте нелинейных искажений 2,5—6% в зависимости от режима работы оконечного каскада. Частотный диапазон по уровню 1,5 дБ не уже 40 Гц — 22 кГц вне зависимости от схемы включения выходной лампы.

Номинальная чувствительность аппарата составляет приблизительно 0,11 В при работе оконечного каскада в тетродном и ультралинейном режимах, в триодном снижается до 0,2—0,23 В. Все параметры приведены для случая, когда схема не охвачена петлей общей ООС.

Предварительная настройка правильно собранного из заведомо исправных деталей усилителя сложностей не вызывает. Он обычно сразу же начинает работать.

Желательно проверить режимы ламп по постоянному току и при необходимости подкорректировать их. Целесообразно (при наличии осциллографа) убедиться в отсутствии самовозбуждения схемы.

После этого усилителю дают «прогреться» в течение 30—40 часов без подачи полезного сигнала на его вход. Данную операцию можно разбить на несколько этапов; здесь более важна суммарная наработка. В ходе этой процедуры происходит окончательное формирование компонентов, входящих в состав схемы, и принебрегать ею не следует.

Это явление объясняется просто: ориентация магнитных доменов материала сердечника трансформатора и упорядочение структуры проводников его катушки не может произойти мгновенно вследствие наличия «памяти» у металлов.

После предварительного «прогрева» аппарата начинается самый интересный этап работы — доводка изделия до кондиции «наивысшего предела». Поэтому столь подробное описание требований, предъявляемых к деталям, изучение методики их подбора и т. д. не случайно.

На примере предложенного усилителя хорошо видно, что, несмотря на кажущуюся простоту схемы, при построении аудиотехники имеется немало «подводных камней». Желающие могут попробовать «поиграть» с режимами работы триодов предварительных каскадов.

Сохраняя прежнюю величину напряжения анодного питания, изменением сопротивления резисторов в цепях катода и анода можно получить звучание всего аппарата от «махрово-лампового» до «плоско-транзисторного».

Совет. «Свежеиспеченным» выходным трансформаторам (особенно четко данный эффект выражен у однотактных аппаратов) необходимо дать наработать хотя бы 25—30 часов, только после этого они начинают «просыпаться».

На определенном этапе работы вы почувствуете, что начал «играть» каждый элемент и/или проводок, начнете понимать влияние применяемых материалов, увидите зависимость полученных результатов от общей компоновки устройства.

Резюмируя изложенное выше, можно сказать: простое повторение конструкций по описаниям, приведенным в различной литературе, обеспечивает получение звучания только некоторого «начального» уровня, который может быть менее или более высоким. Использование же полного потенциала, заложенного в ту или иную схему, зависит только от ваших способностей, вкуса и интуиции.

Литература: Сухов Н. Е. - Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Эта статья продолжает наш разговор об однотактных усилителях мощности. Как вы видите, схема усилителя почти ничем не отличается от схемы усилителя, опубликованной в моей статье в журнале "Радиолюбитель" №9 за 2003 год.

Автор схемы, А.И.Манаков, построил усилитель на двух пальчиковых лампах 6Н2П и 6П43П. Многие радиолюбители, повторившие этот усилитель, были приятно удивлены его мягким естественным звучанием при относительной простоте схемотехники и невысокой стоимости комплектующих элементов. Однако вопросы, поступающие регулярно после публикации, касаются, в основном, двух вещей: выходной мощности и применяемости ламп с октальным цоколем.

Идя навстречу пожеланиям радиолюбителей, и после консультаций с А.И.Манаковым, предлагаю следующий вариант усилителя.

Схема одного канала усилителя, а также блока питания для обоих каналов, приведена на рисунке.

Рис. 1. Принципиальная схема одного канала усилителя, а также блока питания для обоих каналов

Основных отличий два, это повышенная выходная мощность, около 4 Вт на канал, и кенотронное питание, благотворно влияющее на звучание.

Входной сигнал поступает на сдвоенный переменный резистор, являющийся регулятором громкости. Я применил ALPS, но ввиду его высокой стоимости можно применить любой, желательно проволочный резистор, группы "В" (логарифмическая зависимость). Можно применить два отдельных регулятора громкости, по одному на каждый канал.

В качестве лампы предварительного каскада выбран один из лучших (с моей точки зрения) отечественных малосигнальных триодов - 6Н9С. Обе половинки лампы включены параллельно. Этим достигается уменьшение внутреннего сопротивления лампы, что влечет за собой улучшение нагрузочной способности и соотношения сигнал/шум. Настройка каскада заключается в установке на катоде лампы 6Н9С напряжения в пределах 1,3-1,5 вольта, подбором резистора R3. Резистор R4 выбран по наилучшему качеству звучания. Если вы захотите применить другой триод, например 6Н8С, то сопротивление резистора R4 будет 20-25 ком, и в этом случае опять придется подбирать резистор R3. Лампа 6Н8С звучит более аналитично, у нее меньший коэффициент усиления (21 против 70 для 6Н9С), но может быть такой звук кому - нибудь понравится больше. Выбор за Вами.

Выходной каскад выполнен на лучевом тетроде 6П13С, включенном триодом. Именно триодное включение наиболее оптимально с точки зрения качества звучания. Выходной каскад особенностей не имеет. Единственное, что придется сделать, это подобрать с помощью резистора R8, ток через лампу в пределах 60-65 ma. Этот резистор можно составить из двух, параллельно соединенных резисторов, например по 1 ком 2 вт. Если есть желание, можно применить распространенную лампу 6П3С или 6П7С. Ток покоя выходного каскада в этом случае должен быть в пределах 70-75 ma. Однако хочу заметить, что в этом случае уменьшится мощность до 2х Ватт (при применении 6П3С) и увеличится суммарный коэффициент гармоник усилителя. Я пробовал лампу 6П7С и хочу отметить, что звучит она неплохо. При ее применении резистор в цепи автоматического смещения подбирается в пределах 220-230ом 2вт, а резистор между второй сеткой и анодом в пределах 150-230ом 2вт. Ток покоя в этом случае составит около 70 ma. Выходная мощность усилителя в этом случае будет около 3вт на канал.

Теперь о деталях. От качества разделительного конденсатора С3 зависит звучание усилителя в целом. Я применил Jensen, а из отечественных можно применить К71, К78, К73, К40У-9, К40У-2, К42У-2 на соответствующее напряжение от 250В.

Конденсаторы постоянной емкости, шунтирующие электролитические, в цепях автоматического смещения ламп - пленочные. Шунтирование электролитов конденсаторами постоянной емкости улучшает звукопередачу в области высоких частот.

Емкость этих конденсаторов может быть на один- два порядка меньше емкости электролитического. Конденсаторы, шунтирующие электролитические в цепях питания, можно применять К73; К77, а сами электролиты в фильтрах блока питания - Teapo, Samsung и т.д. В цепях автоматического смещения ламп, электролитические конденсаторы старайтесь применять наилучшего качества, например Black Gate. При их применении, можно отказаться от шунтирующих емкостей вообще.

Выходной трансформатор TW6SE московской фирмы "Аудиоинструмент". Зайдя на сайт фирмы по адресу www.audioinstr.h1.ru , вы можете посмотреть и заказать интересующие Вас лампы, трансформаторы, дроссели, ламповые панели и т.д.

Постоянные резисторы Р1-71 с допуском 1-2%. Можно применить ВС, а также и более распространенные типа С2-33Н или МЛТ, соответствующей мощности.

Есть ряд вопросов, касающихся колпачка, надеваемого на анод лампы 6П13С. В радиолюбительской литературе много предложений по этому поводу. Я в своих конструкциях давно и с успехом применяю наконечники свечных проводов от любого легкового автомобиля. За счет конструкции наконечника, контакт получается плотным и надежным, и что немаловажно, можно изменять его внутренний диаметр, так как для разных ламп - он разный. Если наконечник плохо паяется, примените флюс для пайки изделий из стали или цветных металлов.

Блок питания выполнен на кенотроне 5Ц3С (5Ц4С,5U4G). Применение кенотронного питания, по сравнению с диодами, делает звучание усилителя более теплым и связным.

Попробуйте, и убедитесь в этом сами. Много статей написано по поводу кенотронного питания, поэтому я не буду вдаваться в подробности. Трансформатор питания имеет четыре вторичных обмотки. Две из них питают накалы ламп первого и второго канала усилителя, одна - питание кенотрона, а анодная, с выводом средней точки, рассчитана на 300v х 2 при токе 200 ma. В первом приближении, сколько вольт на обмотке трансформатора, столько и на выходе,после дросселей и конденсаторов питания.

Дроссели можно использовать ДР-2ЛМ, ДР-2,3-0,2 от чёрно-белых телевизоров, унифицированные Д 21, Д 31, данные тех и других находятся на сайте igdrassil.tk.

Дроссели, используемые мной в данной схеме, тоже от "Аудиоинструмента". Индуктивность их 5Гн, рассчитаны они на ток 300 ma.

Монтаж усилителя выполнен навесным способом, максимально использованы выводы самих деталей и контакты ламповых панелек. Земляная шина выполнена медным одножильным проводом диаметром 0,8 мм и имеет контакт с шасси в одной точке, рядом с входом. Провода, идущие к накальным выводам всех ламп, должны быть перевиты между собой. Это нужно для уменьшения фона переменного тока. Для этой же цели служат и резисторы R9-R12. Также нужно перевить провода, идущие от входного разъема к регулятору громкости. В качестве этих проводов я применяю тоже одножильные, диаметром 0,4-0,7мм, каждый из которых (для защиты от короткого замыкания) изолирован шелковой изоляцией (применяется тонкий шнурок для обуви).

В заключении хочу сказать о том, что данный усилитель не просто схема, а реально изготовленный и прекрасно зарекомендовавший себя аппарат. Я его использую уже около трех месяцев и очень доволен его звучанием. Для тех, кто считает что 4 Вт на канал мало, скажу, что в комнате, площадью 16 квадратных метров при использовании акустики KEF Q1 (чувствительность 91 Дб), усилитель развивает звуковое давление, соизмеримое со звуковым давлением, развиваемым транзисторным усилителем, мощностью 40 вт на канал (это результаты субъективной оценки моих друзей - музыкантов). Но звук другой. Усилитель прекрасно чувствует малейшие нюансы звучания инструментов или голоса и как-бы "дышит" (простите меня, если сравнение не очень корректное). Звук его не утомляет, его хочется слушать и слушать.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
Л1 *2	Радиолампа	6Н9С	2			В блокнот
Л2 *2	Радиолампа	6П13С	2	6П7С		В блокнот
Л3	Радиолампа	5Ц3С	1	Известны факты, что эту лампу заменяли двумя диодами		В блокнот
С1, С4, С9 *2 С10		220 мкФ 450 В	7	С4 на 25 Вольт		В блокнот
С2, С8 *2	Конденсатор	1 мкФ 400 В	4			В блокнот
С3 *2	Конденсатор	0.22 мкФ 400 В	2			В блокнот
С5, С6 *2	Конденсатор	2.2 мкФ	4			В блокнот
С7 *2	Электролитический конденсатор	470 мкФ 50 В	2			В блокнот
С11	Конденсатор	2 мкФ 400 В	1			В блокнот
R1 *2	Переменный резистор	47 кОм	2			В блокнот
R2 *2	Резистор	300 кОм	2			В блокнот
R3, R7 *2	Резистор	510 Ом	4	R7 на 2 Вт. Для лампы 6П7С, R7 150-220 Ом		В блокнот
R4 *2	Резистор	47-51 кОм	2	2 Вт		В блокнот
R5 *2	Резистор	1.3-1.5 кОм	2	2 Вт		В блокнот
R6 *2	Резистор

Простейший усилитель на транзисторах может быть хорошим пособием для изучения свойств приборов. Схемы и конструкции достаточно простые, можно самостоятельно изготовить устройство и проверить его работу, произвести замеры всех параметров. Благодаря современным полевым транзисторам можно изготовить буквально из трех элементов миниатюрный микрофонный усилитель. И подключить его к персональному компьютеру для улучшения параметров звукозаписи. Да и собеседники при разговорах будут намного лучше и четче слышать вашу речь.

Частотные характеристики

Усилители низкой (звуковой) частоты имеются практически во всех бытовых приборах - музыкальных центрах, телевизорах, радиоприемниках, магнитолах и даже в персональных компьютерах. Но существуют еще усилители ВЧ на транзисторах, лампах и микросхемах. Отличие их в том, что УНЧ позволяет усилить сигнал только звуковой частоты, которая воспринимается человеческим ухом. Усилители звука на транзисторах позволяют воспроизводить сигналы с частотами в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц.

Следовательно, даже простейшее устройство способно усилить сигнал в этом диапазоне. Причем делает оно это максимально равномерно. Коэффициент усиления зависит прямо от частоты входного сигнала. График зависимости этих величин - практически прямая линия. Если же на вход усилителя подать сигнал с частотой вне диапазона, качество работы и эффективность устройства быстро уменьшатся. Каскады УНЧ собираются, как правило, на транзисторах, работающих в низко- и среднечастотном диапазонах.

Классы работы звуковых усилителей

Все усилительные устройства разделяются на несколько классов, в зависимости от того, какая степень протекания в течение периода работы тока через каскад:

1. Класс «А» - ток протекает безостановочно в течение всего периода работы усилительного каскада.
2. В классе работы «В» протекает ток в течение половины периода.
3. Класс «АВ» говорит о том, что ток протекает через усилительный каскад в течение времени, равного 50-100 % от периода.
4. В режиме «С» электрический ток протекает менее чем половину периода времени работы.
5. Режим «D» УНЧ применяется в радиолюбительской практике совсем недавно - чуть больше 50 лет. В большинстве случаев эти устройства реализуются на основе цифровых элементов и имеют очень высокий КПД - свыше 90 %.

Наличие искажений в различных классах НЧ-усилителей

Рабочая область транзисторного усилителя класса «А» характеризуется достаточно небольшими нелинейными искажениями. Если входящий сигнал выбрасывает импульсы с более высоким напряжением, это приводит к тому, что транзисторы насыщаются. В выходном сигнале возле каждой гармоники начинают появляться более высокие (до 10 или 11). Из-за этого появляется металлический звук, характерный только для транзисторных усилителей.

При нестабильном питании выходной сигнал будет по амплитуде моделироваться возле частоты сети. Звук станет в левой части частотной характеристики более жестким. Но чем лучше стабилизация питания усилителя, тем сложнее становится конструкция всего устройства. УНЧ, работающие в классе «А», имеют относительно небольшой КПД - менее 20 %. Причина заключается в том, что транзистор постоянно открыт и ток через него протекает постоянно.

Для повышения (правда, незначительного) КПД можно воспользоваться двухтактными схемами. Один недостаток - полуволны у выходного сигнала становятся несимметричными. Если же перевести из класса «А» в «АВ», увеличатся нелинейные искажения в 3-4 раза. Но коэффициент полезного действия всей схемы устройства все же увеличится. УНЧ классов «АВ» и «В» характеризует нарастание искажений при уменьшении уровня сигнала на входе. Но даже если прибавить громкость, это не поможет полностью избавиться от недостатков.

Работа в промежуточных классах

У каждого класса имеется несколько разновидностей. Например, существует класс работы усилителей «А+». В нем транзисторы на входе (низковольтные) работают в режиме «А». Но высоковольтные, устанавливаемые в выходных каскадах, работают либо в «В», либо в «АВ». Такие усилители намного экономичнее, нежели работающие в классе «А». Заметно меньшее число нелинейных искажений - не выше 0,003 %. Можно добиться и более высоких результатов, используя биполярные транзисторы. Принцип работы усилителей на этих элементах будет рассмотрен ниже.

Но все равно имеется большое количество высших гармоник в выходном сигнале, отчего звук становится характерным металлическим. Существуют еще схемы усилителей, работающие в классе «АА». В них нелинейные искажения еще меньше - до 0,0005 %. Но главный недостаток транзисторных усилителей все равно имеется - характерный металлический звук.

«Альтернативные» конструкции

Нельзя сказать, что они альтернативные, просто некоторые специалисты, занимающиеся проектировкой и сборкой усилителей для качественного воспроизведения звука, все чаще отдают предпочтение ламповым конструкциям. У ламповых усилителей такие преимущества:

1. Очень низкое значение уровня нелинейных искажений в выходном сигнале.
2. Высших гармоник меньше, чем в транзисторных конструкциях.

Но есть один огромный минус, который перевешивает все достоинства, - обязательно нужно ставить устройство для согласования. Дело в том, что у лампового каскада очень большое сопротивление - несколько тысяч Ом. Но сопротивление обмотки динамиков - 8 или 4 Ома. Чтобы их согласовать, нужно устанавливать трансформатор.

Конечно, это не очень большой недостаток - существуют и транзисторные устройства, в которых используются трансформаторы для согласования выходного каскада и акустической системы. Некоторые специалисты утверждают, что наиболее эффективной схемой оказывается гибридная - в которой применяются однотактные усилители, не охваченные отрицательной обратной связью. Причем все эти каскады функционируют в режиме УНЧ класса «А». Другими словами, применяется в качестве повторителя усилитель мощности на транзисторе.

Причем КПД у таких устройств достаточно высокий - порядка 50 %. Но не стоит ориентироваться только на показатели КПД и мощности - они не говорят о высоком качестве воспроизведения звука усилителем. Намного большее значение имеют линейность характеристик и их качество. Поэтому нужно обращать внимание в первую очередь на них, а не на мощность.

Схема однотактного УНЧ на транзисторе

Самый простой усилитель, построенный по схеме с общим эмиттером, работает в классе «А». В схеме используется полупроводниковый элемент со структурой n-p-n. В коллекторной цепи установлено сопротивление R3, ограничивающее протекающий ток. Коллекторная цепь соединяется с положительным проводом питания, а эмиттерная - с отрицательным. В случае использования полупроводниковых транзисторов со структурой p-n-p схема будет точно такой же, вот только потребуется поменять полярность.

С помощью разделительного конденсатора С1 удается отделить переменный входной сигнал от источника постоянного тока. При этом конденсатор не является преградой для протекания переменного тока по пути база-эмиттер. Внутреннее сопротивление перехода эмиттер-база вместе с резисторами R1 и R2 представляют собой простейший делитель напряжения питания. Обычно резистор R2 имеет сопротивление 1-1,5 кОм - наиболее типичные значения для таких схем. При этом напряжение питания делится ровно пополам. И если запитать схему напряжением 20 Вольт, то можно увидеть, что значение коэффициента усиления по току h21 составит 150. Нужно отметить, что усилители КВ на транзисторах выполняются по аналогичным схемам, только работают немного иначе.

При этом напряжение эмиттера равно 9 В и падение на участке цепи «Э-Б» 0,7 В (что характерно для транзисторов на кристаллах кремния). Если рассмотреть усилитель на германиевых транзисторах, то в этом случае падение напряжения на участке «Э-Б» будет равно 0,3 В. Ток в цепи коллектора будет равен тому, который протекает в эмиттере. Вычислить можно, разделив напряжение эмиттера на сопротивление R2 - 9В/1 кОм=9 мА. Для вычисления значения тока базы необходимо 9 мА разделить на коэффициент усиления h21 - 9мА/150=60 мкА. В конструкциях УНЧ обычно используются биполярные транзисторы. Принцип работы у него отличается от полевых.

На резисторе R1 теперь можно вычислить значение падения - это разница между напряжениями базы и питания. При этом напряжение базы можно узнать по формуле - сумма характеристик эмиттера и перехода «Э-Б». При питании от источника 20 Вольт: 20 - 9,7 = 10,3. Отсюда можно вычислить и значение сопротивления R1=10,3В/60 мкА=172 кОм. В схеме присутствует емкость С2, необходимая для реализации цепи, по которой сможет проходить переменная составляющая эмиттерного тока.

Если не устанавливать конденсатор С2, переменная составляющая будет очень сильно ограничиваться. Из-за этого такой усилитель звука на транзисторах будет обладать очень низким коэффициентом усиления по току h21. Нужно обратить внимание на то, что в вышеизложенных расчетах принимались равными токи базы и коллектора. Причем за ток базы брался тот, который втекает в цепь от эмиттера. Возникает он только при условии подачи на вывод базы транзистора напряжения смещения.

Но нужно учитывать, что по цепи базы абсолютно всегда, независимо от наличия смещения, обязательно протекает ток утечки коллектора. В схемах с общим эмиттером ток утечки усиливается не менее чем в 150 раз. Но обычно это значение учитывается только при расчете усилителей на германиевых транзисторах. В случае использования кремниевых, у которых ток цепи «К-Б» очень мал, этим значением просто пренебрегают.

Усилители на МДП-транзисторах

Усилитель на полевых транзисторах, представленный на схеме, имеет множество аналогов. В том числе и с использованием биполярных транзисторов. Поэтому можно рассмотреть в качестве аналогичного примера конструкцию усилителя звука, собранную по схеме с общим эмиттером. На фото представлена схема, выполненная по схеме с общим истоком. На входных и выходных цепях собраны R-C-связи, чтобы устройство работало в режиме усилителя класса «А».

Переменный ток от источника сигнала отделяется от постоянного напряжения питания конденсатором С1. Обязательно усилитель на полевых транзисторах должен обладать потенциалом затвора, который будет ниже аналогичной характеристики истока. На представленной схеме затвор соединен с общим проводом посредством резистора R1. Его сопротивление очень большое - обычно применяют в конструкциях резисторы 100-1000 кОм. Такое большое сопротивление выбирается для того, чтобы не шунтировался сигнал на входе.

Это сопротивление почти не пропускает электрический ток, вследствие чего у затвора потенциал (в случае отсутствия сигнала на входе) такой же, как у земли. На истоке же потенциал оказывается выше, чем у земли, только благодаря падению напряжения на сопротивлении R2. Отсюда ясно, что у затвора потенциал ниже, чем у истока. А именно это и требуется для нормального функционирования транзистора. Нужно обратить внимание на то, что С2 и R3 в этой схеме усилителя имеют такое же предназначение, как и в рассмотренной выше конструкции. А входной сигнал сдвинут относительно выходного на 180 градусов.

УНЧ с трансформатором на выходе

Можно изготовить такой усилитель своими руками для домашнего использования. Выполняется он по схеме, работающей в классе «А». Конструкция такая же, как и рассмотренные выше, - с общим эмиттером. Одна особенность - необходимо использовать трансформатор для согласования. Это является недостатком подобного усилителя звука на транзисторах.

Коллекторная цепь транзистора нагружается первичной обмоткой, которая развивает выходной сигнал, передаваемый через вторичную на динамики. На резисторах R1 и R3 собран делитель напряжения, который позволяет выбрать рабочую точку транзистора. С помощью этой цепочки обеспечивается подача напряжения смещения в базу. Все остальные компоненты имеют такое же назначение, как и у рассмотренных выше схем.

Двухтактный усилитель звука

Нельзя сказать, что это простой усилитель на транзисторах, так как его работа немного сложнее, чем у рассмотренных ранее. В двухтактных УНЧ входной сигнал расщепляется на две полуволны, различные по фазе. И каждая из этих полуволн усиливается своим каскадом, выполненном на транзисторе. После того, как произошло усиление каждой полуволны, оба сигнала соединяются и поступают на динамики. Такие сложные преобразования способны вызвать искажения сигнала, так как динамические и частотные свойства двух, даже одинаковых по типу, транзисторов будут отличны.

В результате на выходе усилителя существенно снижается качество звучания. При работе двухтактного усилителя в классе «А» не получается качественно воспроизвести сложный сигнал. Причина - повышенный ток протекает по плечам усилителя постоянно, полуволны несимметричные, возникают фазовые искажения. Звук становится менее разборчивым, а при нагреве искажения сигнала еще больше усиливаются, особенно на низких и сверхнизких частотах.

Бестрансформаторные УНЧ

Усилитель НЧ на транзисторе, выполненный с использованием трансформатора, невзирая на то, что конструкция может иметь малые габариты, все равно несовершенен. Трансформаторы все равно тяжелые и громоздкие, поэтому лучше от них избавиться. Намного эффективнее оказывается схема, выполненная на комплементарных полупроводниковых элементах с различными типами проводимости. Большая часть современных УНЧ выполняется именно по таким схемам и работают в классе «В».

Два мощных транзистора, используемых в конструкции, работают по схеме эмиттерного повторителя (общий коллектор). При этом напряжение входа передается на выход без потерь и усиления. Если на входе нет сигнала, то транзисторы на грани включения, но все равно еще отключены. При подаче гармонического сигнала на вход происходит открывание положительной полуволной первого транзистора, а второй в это время находится в режиме отсечки.

Следовательно, через нагрузку способны пройти только положительные полуволны. Но отрицательные открывают второй транзистор и полностью запирают первый. При этом в нагрузке оказываются только отрицательные полуволны. В результате усиленный по мощности сигнал оказывается на выходе устройства. Подобная схема усилителя на транзисторах достаточно эффективная и способна обеспечить стабильную работу, качественное воспроизведение звука.

Схема УНЧ на одном транзисторе

Изучив все вышеописанные особенности, можно собрать усилитель своими руками на простой элементной базе. Транзистор можно использовать отечественный КТ315 или любой его зарубежный аналог - например ВС107. В качестве нагрузки нужно использовать наушники, сопротивление которых 2000-3000 Ом. На базу транзистора необходимо подать напряжение смещения через резистор сопротивлением 1 Мом и конденсатор развязки 10 мкФ. Питание схемы можно осуществить от источника напряжением 4,5-9 Вольт, ток - 0,3-0,5 А.

Если сопротивление R1 не подключить, то в базе и коллекторе не будет тока. Но при подключении напряжение достигает уровня в 0,7 В и позволяет протекать току около 4 мкА. При этом по току коэффициент усиления окажется около 250. Отсюда можно сделать простой расчет усилителя на транзисторах и узнать ток коллектора - он оказывается равен 1 мА. Собрав эту схему усилителя на транзисторе, можно провести ее проверку. К выходу подключите нагрузку - наушники.

Коснитесь входа усилителя пальцем - должен появиться характерный шум. Если его нет, то, скорее всего, конструкция собрана неправильно. Перепроверьте все соединения и номиналы элементов. Чтобы нагляднее была демонстрация, подключите к входу УНЧ источник звука - выход от плеера или телефона. Прослушайте музыку и оцените качество звучания.