Ламповый бестрансформаторный усилитель схема

Ламповый бестрансформаторный усилитель схема

Бестрансформаторный ламповый усилитель должен быть малогабаритным, экономичным и простым в повторении (я всегда преследую такую цель при разработке конструкций). В шэке скопилось немало ГИ-7Б, ГУ-74Б, ГУ-43Б, ГУ-34Б, ГУ-ЗЗБ, ГК-71, ГУ-81 М, т.е. почти вся номенклатура ламп советского производства. Но все эти лампы должны работать при высоком анодном напряжении, поэтому требуются высоковольтные конденсаторы и в анодной цепи, и в П-контуре. Кроме того, панельки для некоторых из перечисленных выше ламп стоят почти столько же, столько сами лампы. А для некоторых ламп требуется еще и обдув.

А что получится, если использовать бестрансформаторный ламповый усилитель ГУ-50? Лампа очень популярная, дешевая и очень доступная (панельки — тоже). Три-четыре лампы дают мощность, которая чаще всего требуется в повседневной работе в эфире. Этим лампам не нужен обдув. Анодное напряжение — около 1000 В. А если такое низкое анодное напряжение получить без громоздкого силового трансформатора? Умножение переменного напряжения сети 220 В — это отличное решение! Но опыта работы с умножителями напряжения у меня не было, поэтому решил попробовать изготовить умножитель на четыре, состоящий из 6 электролитических конденсаторов 220 мкФ/385 В и 4 диодов 1N5408, и был приятно удивлен полученным результатом. На холостом ходу выпрямитель давал 1200 В, под нагрузкой 50…600 мА напряжение почти не изменялось — 1100 В. Эти результаты окончательно подтолкнули меня к выбору бестрансформаторного анодного питания усилителя мощности, но требовалось решить проблему безопасной эксплуатации усилителя с таким источником. Репейная схема на базе реле переменного тока дала возможность обеспечить требования техники безопасности. Во избежание броска тока во время включения, предусмотрена схема “мягкого” пуска. Маломощный трансформатор используется только для питания накалов ламп и реле.

Переходим к выбору схемы усилителя. Из своего опыта знаю, что ГУ-50 в схеме с общими (заземленными) сетками в режимах CW и SSB без проблем работает при напряжении 1200В на аноде. Значит, 1100В на выходе бес-трансформаторного выпрямителя — вполне допустимое анодное напряжение. Все сетки ламп — на “земле”. Автоматическое смещение в цепи катодов ламп в режиме STANDBY обеспечивает их полное запирание, а в режиме передачи — ток покоя около 45 мА на каждую лампу, обеспечивающий линейный режим усиления. Анодное питание — последовательное. В такой схеме уменьшается влияние реактивности анодного дросселя, а также требования к его конструкции.

Сколько ламп ГУ-50 следует использовать в усилителе? Две — это явно мало (овчинка не стоит выделки), да и входной импеданс будет более 100 Ом. В то же время, ни объем, ни вес усилителя с двумя лампами не уменьшаются по сравнению с устройством на трех или четырех лампах. Однако при четырех лампах эквивалентное выходное сопротивление усилителя довольно низкое, поэтому для П-контура требуются конденсаторы довольно большой емкости. Кроме того, при четырех лампах усилитель имеет низкое входное сопротивление. Также следует увеличить нагрузочную способность высоковольтного выпрямителя (учетверителя напряжения), применив в нем электролитические конденсаторы емкостью 470 мкФ. Три лампы ГУ-50 — это, на мой взгляд, оптимальное решение. Рационально используются все комплектующие, а разница в работе между усилителями на 3-х и 4-х лампах ГУ-50 незаметна для корреспондентов. Возможно, все описанное выше хорошо знакомо некоторым читателям. Но, на мой взгляд, не следует слепо повторять любую конструкцию, не ответив для себя на вопросы: что, как и почему.

Описание схемы бестрансформаторный ламповый усилитель.

Бестрансформаторный ламповый усилитель схема на рисунке в тексте довольно проста. “Минусовый” вывод источника высокого напряжения, который подключается контактами К4а реле Rel4 к измерительному прибору М1, измеряющему анодный ток, является общим проводом схемы по постоянному току, а по переменному току этот провод через конденсаторы С5 и С20 соединен с шасси. Все сетки ламп VL1 — VL3 включены параллельно и соединены с общим проводом. Катоды ламп также соединены параллельно, но к общему проводу подключены через вторичную обмотку входного трансформатора Тг2 и резистор R8, который обеспечивает автоматическое смещение. В катодную цепь также включен резистор R7, который предохраняет лампы от прострелов. Аноды ламп соединены параллельно через антипаразитные дроссели, предотвращающие самовозбуждение усилителя на УКВ.

Нагрузкой усилителя является П-кон-тур. Анодное напряжение подается на “холодный” конец П-контура через дроссель Dr2, т.е. применена схема последовательного анодного питания. В такой схеме катушка П-контура находится под напряжением, но зато снижаются требования к анодному дросселю Dr2. Несмотря на то что в окончательном варианте усилителя применяется дроссель, рассчитанный на установку в схему параллельного питания, я пробовал использовать самый простой дроссель индуктивностью 16 мкГн, имеющий рядовую не-секционированную намотку, и эффект был один и тот же — усилитель работал хорошо. В моих конструкциях П-контур всегда тщательно рассчитывается на основе данных об анодном напряжении и токе, рабочем режиме (в данном случае, класс AB) и нагруженной добротности катушки П-контура (Q=12). Раньше расчет проводился вручную, а сейчас компьютер делает такой расчет за секунды. Катушки, естественно, изготавливаются согласно рассчитанным индуктивностям для П-контура с учетом диаметра применяемого каркаса.

В П-контуре усилителя используются обычные конденсаторы переменной емкости от старых ламповых радиоприемников. В конденсаторе С1 пластины прореживают через одну, и из конденсатора емкостью 2×500 пФ получается КПЕ с максимальной емкостью около 135 пФ (при параллельном включении секций). Прореживать пластины в конденсаторе С2 не требуется. Здесь лучше всего использовать строенный КПЕ. КПЕ С1 и С 7 подключены к П-контуру через конденсаторы С2 и С6 и, следовательно, находятся только под ВЧ-напряжением. На низкочастотных диапазонах параллельно каждому КПЕ добавляется емкость (С3, С4, С8, С9). Для переключения диапазонов применяется обычный керамический галетный переключатель (4 галеты, 11 положений). Две галеты, соединенные параллельно, предназначены для переключения отводов катушки индуктивности, а две другие — для подключения добавочных конденсаторов.

Если фазовой провод включен правильно, то при подаче на блок питания сетевого напряжения сразу включится реле Rel2, и переменное напряжение поступит на выпрямители. Если фазовый провод включен неправильно, сработает реле Red, которое своими контактами перекоммутирует “фазу” и “ноль”, установив их в правильное (безопасное для эксплуатации) положение. Сетевое напряжение подается на выпрямители через резисторы R14 — R18, которые ограничивают пусковой ток, обеспечивая “мягкий” пуск. В течение несколько секунд напряжение после этих резисторов возрастает до уровня, при котором включается реле Rel3, которое блокирует цепь “мягкого” пуска. После цепи “мягкого” пуска установлен дроссель Dr1, который препятствует попаданию ВЧ-напряжения из усилителя в сеть переменного тока. Накал лампы и напряжение для низковольтного выпрямителя (D7 — D11 и С37) снимается с трансформатора Тг1. Напряжение на выходе низковольтного выпрямителя — 24 В.

Высоковольтный выпрямитель выполнен по симметричной схеме учетверения напряжения. Он включается сразу после подачи сетевого напряжения, и после “мягкого” пуска на его выходе появляется напряжение 1200 В. Двух контактный двухпозиционный тумблер SW2a,b служит для переключения режима STANDBY. При включенном режиме STANDBY усилитель сохраняет готовность к работе, но не подключен к выходу трансивера, поэтому сигнал “раскачки” через нормально замкнутые контакты Rel5 и Rel6 поступает прямо в антенну. При выключении режима STANDBY срабатывает реле Rel4, и высокое напряжение подключается к общему проводу и к анодной цепи. Одновременно подается напряжение на цепи питания реле Rel5 и Rel6. Переход “прием/передача” осуществляется при замыкании контактов К7 реле Rel7. Для управления этим реле применяется транзисторный ключ Q1. Напряжение для ключа и для реле Rel7 берется от интегрального стабилизатора IS1. Это напряжение должно быть не более 12 В, потому что во всех современных трансиверах линия РТТ имеет потенциал +12В в режиме приема и 0 В — в режиме передачи.

Конструкция и детали бестрансформаторный ламповый усилитель.

В авторском варианте бестрансформаторный ламповый усилитель был размещен в корпусе от генератора Г5-54. Задняя панель сохранена оригинальная, а передняя панель изготовлена новая), из алюминия толщиной 4 — 5 мм. В корпусе при помощи уголков устанавливается горизонтальное шасси. Монтаж бестрансформаторный ламповый усилитель — комбинированный. Часть деталей устанавливается навесным способом, а остальные — на трех платах. На одной плате из стеклотекстолита выполнен высоковольтный выпрямитель, на второй размещены детали цепи “мягкого” пуска, Dr1, конденсаторы С38 и С39, низковольтный выпрямитель, реле Rel3, Rel7 и электронный ключ. На третьей плате установлены трансформатор Тг2, реле Rel5, R7, R8 и конденсатор С17.

Читайте также:  Как соединить линолеум и кафель

Панельки для ламп и реле Rel 1, Rel2 и Rel4, а также КПЕ и трансформатор Тг1 установлены прямо на шасси. На передней панели размещены два стрелочных прибора, переключатель диапазонов, тумблеры “Сеть”, “STANBY” и индикаторные лампочки. На задней панели установлены разъемы ANT, TXRX, PTT, клемма “Земля” и держатели предохранителей F1 и F2. В П-контуре используются две катушки. Катушка L1 для диапазонов 14 — 28 МГц бескаркасная, выполнена проводом 03 мм (лучше всего — посеребренным). Катушка L2 для низкочастотных диапазонов намотана эмалированным проводом 1,5 мм на ребристом керамическом каркасе диаметром 36 мм. Шаг намотки — 2 мм. На шасси установлен проходной керамический изолятор. В какой радиостанции применялся этот изолятор, я не знаю, но можно использовать и самодельный, выточенный из фторопласта (рисунке). Через изолятор проходит шпилька М4, и через шайбы и гайки изолятор крепится к шасси. Снизу шасси на одном конце шпильки присоединяются дроссели Dr3 — Dr5, а на другом конце — “горячий” вывод катушки ВЧ-диапазонов. Другой вывод катушки припаян к переключателю диапазонов. Катушка установлена горизонтально. Катушка НЧ-диапазонов установлена перпендикулярно шасси Анодный дроссель Dr2 установлен сверху шасси, горизонтально, при помощи одного уголка. Моточные данные катушек L1, L2 и анодного дросселя приведены на рисунке.

Дроссель DM намотан на ферритовом кольце М2000 и содержит 25 витков (бифилярная намотка) провода 00,6 мм в ПВХ-изоляции. Согласующий трансформатор Тг2 содержит 11 витков коаксиального кабеля 03,5 мм, намотанных на ферритовом кольце размерами 28x14x8 мм и проницаемостью 200. Репе Rel1, Rel2 и Rel3 — переменного тока (220V/10A), установлены на октальных панельках. Реле Rel3 и Rel5 — RAS-2415 (24V/10A), репе Rel7 — RAS-1215 (12V/10A), Rel6 — 24V/10A

Запуск и настройка бестрансформаторный ламповый усилитель

После сборки платы высоковольтного выпрямителя следует провести тренировку конденсаторов. Выпрямитель включается в сеть переменного тока через электрическую лампу мощностью около 100 Вт. В первый момент лампа должна ярко загореться, а затем медленно погаснуть. Соблюдая меры предосторожности, измеряют напряжение на электролитических конденсаторах. Вначале, наверно, напряжения будут разные, поэтому требуется тренировка конденсаторов. Спустя несколько часов можно убедиться, что напряжения на конденсаторах выровнялись. На этом тренировка конденсаторов заканчивается, и плату можно установить в усилитель.

После окончательного монтажа и его проверки, тренировке подвергаются лампы. Вначале на протяжении суток подается только накальное напряжение. Потом лампы вынимают из панелек и, вставляя их по одной, поочередно, проверяют начальный ток при подаче анодного напряжения (без раскачки). Начальный ток должен быть около 45 мА. Разница начальных токов ламп не должна превышать ±5%. После подбора ламп бестрансформаторный ламповый усилитель включается в холостой режим (без раскачки) на 5 — 6 часов. Такая тренировка гарантирует долгую жизнь ламп, у них не бывает прострелов и голубого свечения в колбах. Если в усилителе установлены катушки П-контура, отличающиеся от тех, что приведены на рис.5, то придется подобрать положение отводов.

При переводе бестрансформаторный ламповый усилитель в режим передачи (без раскачки) анодный ток должен быть около 135 мА. Для раскачки усилителя нужна мощность 25 — 30 Вт, а анодной ток при расстроенном П-контуре должен быть около 700 мА. При настроенном П-контуре в диапазоне 3,5 МГц анодной ток должен быть около 600 мА. В этом режиме усилитель отдает в активную нагрузку мощность 400 — 430 Вт. В диапазоне 7 МГц выходная мощность — около 380 Вт, 14 МГц — 350 Вт, 21 МГц — 300 Вт и 28 МГц — не менее 280 Вт. Сигнал на выходе бестрансформаторный ламповый усилитель осциллографом не проверялся, но корреспонденты не отметили разницы качества сигнала с усилителем и без него. Изменялась только сила сигнала — на 12 —13 дБ (2 балла по шкале S). Прослушивание соседних частот показало, что сплеттеры при использовании усилителя отсутствуют.

На многих тысячах страниц воспета красота лампового звука и для многих, кто вкусил эту необычайную музыкальность и, не побоюсь этого слова, человечность, ламповое звуковоспроизведение стало пожизненной страстью, ибо становится очевидным, что лучшего в звуковоспроизведении нет и не будет.

Но, как показывает суровая практика, далее наступают мучительные годы поисков совершенства, бессонные ночи и опухшие уши. Ведь правильный ламповый аппарат необычайно чувствителен к каждому компоненту и при подборе оных результат чаще всего абсолютно непредсказуем. На моей практике, к примеру, неоднократно случалось отказываться от общепризнанных дорогих разъемов в пользу совершенно безымянных китайских экземпляров, потому что именно этот китайско-марсианский сплав металлов именно в этой схеме давал наиболее волшебный результат!

И особенная головная боль в истории с ламповыми усилителями с трансформаторным выходом возникает в процессе подбора акустики, ибо, как показывает опыт, то, что с одними колонками дает воистину божественный результат, с другими может дать самый отвратительный звук, который вы только слышали. А подбирать колонки, меняя их, как шнуры, согласитесь, не так-то просто.

Но годы идут, и голова седеет, да и лень-матушку никто не отменял. Вот именно на стыке таких полярных соображений и родилась эта схема, предназначенная для тех, кто желает побыстрее начать наслаждаться музыкой, максимально сократив время и мучения на этапе изготовления усилителя.

Кто виноват и что делать?

Как известно ключевым звеном усилителя мощности является выходной трансформатор, от него зависит 50, если не 70 процентов звучания аппарата. Изготовление "высокохудожественного" трансформатора сравнимо с изготовлением скрипки, и это отнюдь не преувеличение. Так что сделать достойный трансформатор в домашних условиях далеко не каждому под силу. К тому же именно сложные и нелинейные амплитудно-частотные и резонансные процессы, возникающие во взаимодействии трансформатора с акустической системой, порождают капризность и сложность подбора пары усилитель-колонки. Хотя, конечно, если такой подбор успешно удался, мы в итоге и получаем этот пресловутый замечательный звук. Попытаемся проанализировать ситуацию: на мой взгляд, ключевым моментом является тот факт, что трансформатор является, по сути, конвертором сопротивлений и позволяет высокоомному ламповому каскаду быть нагруженным на низкоомный динамик, т.е. лампа как бы "чувствует" акустику, что и дает во многом красивый звук. Есть ли у нас возможность обойтись без трансформатора, сохранив при этом данный принцип? Оказывается, есть! Это всем известный эмиттерный повторитель. Он является по сути конвертором сопротивлений, и его входное сопротивление зависит от того, что "делается" в эмиттерной цепи. На базе эмиттерного повторителя и была разработана следующая схема (см. рис. 1).

Описание и параметры

В этой схеме реализован золотой принцип хайэнда — максимальная краткость и простота звукового тракта.

Усилитель напряжения выполнен на триоде и формирует общий характер звучания схемы, далее следует усилитель тока на составном транзисторе, который в данном варианте включения вносит в звук минимально возможную окраску.

При этом лампа-драйвер (половина сдвоенного триода) напрямую нагружена через эмиттерный переход на резистор R3 и нагрузку, исключено даже анодное сопротивление. Однотактный выходной каскад работает в жестком режиме А (ток покоя 1,25 А, в виде тепла рассеивается 27 Вт). Усилитель охвачен мягкой и неглубокой обратной связью за счет падения напряжения на резисторе R2.

В итоге мы получаем весьма благородное, свойственное ламповым усилителям, звучание при практически максимальной простоте и дешевизне изготовления. Звук этого совсем не сложного усилителя можно охарактеризовать как прозрачный, детальный, теплый, с хорошо прорисованной панорамой и весьма динамичный. При этом, благодаря транзисторной "всеядности", практически исключаются сложности с подбором акустики. Это и стало причиной опубликовать эту схему: я надеюсь, что многие новички (и не только) в сфере лампового звука смогут благодаря ей получить красивое и благородное звучание при минимальных усилиях и затратах.

Рассчитан усилитель на нагрузку 8 Ом. Выходная мощность около 8-ми Вт на канал, в зависимости от характера музыкального произведения и того уровня гармоник, который на ваше ухо еще воспринимается, как художественный. Этой мощности оказывается вполне достаточно для домашнего звукового комплекса. Чувствительность — 0,6 В, что отлично подходит к большинству современных источников сигнала. Частотная характеристика очень линейна и снизу ограничивается лишь емкостью С1, при указанном номинале мы получаем нижнюю частоту воспроизведения около 5-ти Гц, что опять же выигрыш по сравнению с трансформаторным выходом. Хочу пояснить: здесь и далее в отношении вроде бы строгих технических характеристик я часто буду говорить "примерно" и "около" — это связано с тем, что на самом деле субъективное восприятие звука часто очень сильно отличается оттого, что мы видим на приборах. И так как финальный пользователь данной конструкции человек, а не осциллограф, то и измерять многие величины мы будем человеком и настраивать схему под человека.

Читайте также:  Сверло с зенкером под конфирмат

Детали и конструкция

Данная схема обладает классической ламповой чувствительностью к компонентам! Поэтому к их подбору рекомендую отнестись серьезно. Начнем с регулятора громкости — как известно, это весьма критический и сложный узел, благодаря плохому переменному резистору мы можем значительно потерять прозрачность и глубину звука! Если у вас нет возможности или желания использовать такие вещи, как ALPS или Riken Ohm, пусть это будет хотя бы тщательно отобранный и приведенный в порядок советский СП3 максимальной мощности, и не забудьте почистить скользящие металлические контакты, обеспечивающие соединение ползунка с выводом резистора! Главное — не ставить дешевые современные импортные резисторы. Очень хороший вариант — сделать ступенчатый регулятор на основе советского многопозиционного переключателя с посеребренными контактами, благо их легко достать на радиорынках. Схема такого регулятора приведена на рис. 2.

При проектировке данного регулятора ставилась задача получить максимальное качество.

И действительно, в цепи источник — сетка лампы всего один резистор и ни одного контакта, в цепи сетка — земля один резистор и один контакт. Правда, в итоге мы имеем изменяющееся от 17,3 до 29,5 кОм входное сопротивление усилителя, но для большинства современных источников сигнала это абсолютно приемлемо. Если необходимо получить большее входное сопротивление, например, для подключения к ламповому источнику, пропорционально увеличьте номиналы всех резисторов на требуемую величину.

Сдвоенный переключатель должен быть с перемыканием соседних контактов в момент коммутации (иначе при переключении на малых громкостях будут неприятные броски громкости), его, конечно, тоже необходимо тщательно почистить и привести в порядок (посеребренные контакты необходимо чистить ученической резинкой, ни в коем случае не используйте лезвие или надфиль!).

Постоянные резисторы двухваттные, вполне подойдут МЛТ. Не поленитесь для левого и правого канала регулятора отобрать резисторы максимально близких номиналов! Монтировать их нужно прямо на переключателе.

Регулятор громкости рекомендую делать сдвоенным — это гораздо удобнее в эксплуатации, а возможность регулировать баланс в современной качественной системе, как показывает практика, вещь не нужная.

R3 — проволочный 20-ти ваттный, и учтите, что он будет значительно нагреваться!

R2 — двухваттный, можно составной (параллельно 1 Ом + 1 Ом МЛТ-2), любители "бархатности" звука могут попробовать угольные ВС. Меняя сопротивление R2 в пределах 0,2. 1,2 Ома, мы будем получать различную глубину обратной связи и, соответственно, различный коэффициент усиления и уровень гармоник. Уменьшая сопротивление, мы будем получать большую чувствительность и более "теплый" и "жирный" звук, увеличивая — меньшую чувствительность и большую прозрачность.

Лампу VL1 рекомендую подыскать 60-70-х годов, при этом есть смысл послушать как простой, так и ЕВ вариант 6Н23П, они звучат по- разному. Любители особой прозрачности и легкости звучания могут попробовать ЕСС88 (цоколевка та же), в частности, старые Tesla или RFT с позолоченными ножками будут очень хороши. Лампу необходимо выбрать с низким внутренним сопротивлением так, чтобы на эмиттере VT1 было напряжение 10. 12,5 В.

Составные транзисторы VT1 могут быть с любой буквой, желательно отобранные по максимальному коэффициенту передачи. КТ825 советских времен дают, на мой взгляд, более прозрачный звук, современные — более бархатистый. Можете попробовать сделать составной транзистор самостоятельно; к примеру, интересное, более мягкое звучание дает пара КТ3107И + КТ816, а большую прозрачность даст КТ3107И + КТ818 (в этом случае нужно будет подобрать лампу с большим внутренним сопротивлением, в крайнем случае, возможно, придется добавить анодный резистор). Транзистор размещается на радиаторе площадью не менее 1000 см2! Лучше не использовать электрическое изолирование транзисторов от радиатора, а разместить их на раздельных радиаторах, изолированных друг от друга и от корпуса.

С1 и С2 желательно зашунтировать неполярными конденсаторами емкостью около 1 мкФ, из наших рекомендую попробовать МБГЧ, МБГП, МБМ, КБГ — звук будет разным, и вы сможете подстроить его согласно личным пристрастиям. Особенно это резонно, если вы используете дешевые импортные электролиты. Можете попробовать отечественные электролиты советских времен, в некоторых случаях они звучат весьма интересно.

Дроссель фильтра питания L1 содержит не менее 300 витков провода 0,3. 0,5 мм, намотанных на железе от сетевого трансформатора габаритной мощностью 10. 20 Вт. Отличный вариант — сгоревший трансформатор от китайского магнитофона, намотанный до заполнения. Сопротивление дросселя постоянному току 1-2 Ома.

При расчете и изготовлении сетевого трансформатора учтите падение напряжения под нагрузкой! В итоге мы должны получить на верхнем контакте R3 напряжение около 22 В. "Ленивый" вариант — приобрести готовый трансформатор -10+10 В * 3 А и питать накал лампы через гасящий резистор 11,3 Ом * 2 Вт.

Диодный мост на ток 10-20 А.

Настоятельно рекомендую сначала собрать усилитель в макетном варианте со всеми предполагаемыми деталями, разъемами, проводами и припоем и отстроить его, подобрав лампу по внутреннему сопротивлению и, добившись подбором компонентов желаемого звучания, лишь затем собрать его окончательно в корпусе!

Рекомендуемый окончательный монтаж следующий (см. рис. 3).

Детали размещаются как на принципиальной схеме, по ходу сигнала с минимальной запутанностью. Монтаж навесной, максимально используются выводы самих деталей, монтажный провод 1. 1,5 мм в сечении, соединения минимальной длины. Провода накала следует скрутить вместе. Общие провода все сходятся в одной точке, расположенной рядом с С2, там же происходит заземление корпуса. Через корпус никакие токи течь не должны! Лампу VL1 можно припаять, исключив потери качества в панельке и контактах, при анодном напряжении в 12 В менять вам ее придется очень и очень не скоро.

Хороший вариант — разместить входные разъемы на передней панели рядом с R1 и VL1, а вот сетевой выключатель, наоборот, отодвинуть подальше, на заднюю панель.

VT1 и R3 должны иметь хорошую вентиляцию, т.к. в сумме на двух каналах будет выделятся в виде тепла около 60 Вт; хорошо их вынести наружу, например, на верхнюю панель, придав усилителю "винтажный" вид.

Так как главная отладка произошла у нас на макете, то настройка готового усилителя сводится к контролю напряжения на эмиттерах VT1′ и VT2" (мы должны получить требуемые 10. 12,5 В). Проконтролируйте, чтобы усилитель не "гудел" и не возбуждался: если усилитель "гудит", проверьте правильность развода земли, экранировку и изолируйте входные разъемы от корпуса. В случае самовозбуждения на высоких частотах включите сетки VL1 через фильтры-пробки, состоящие из 15-ти витков монтажного провода, намотанных на небольших ферритовых кольцах. Сбалансировать каналы по коэффициенту усиления, в случае ощутимого разброса между триодами лампы, можно подбором резисторов R2, рекомендую использовать естественный разброс между экземплярами, а не довешивать дополнительные резисторы.

Напоследок любителям "жирности" звучания рекомендую попробовать зашунтировать R2 емкостью в 4700 мкФ, исключив обратную связь, при этом в несколько раз возрастет чувствительность усилителя и немного упадет выходная мощность. Так же скажу, что на основе этой схемы можно создать превосходный усилитель для наушников, сделав номинал R3 равным внутреннему сопротивлению оных и пересчитав соответствующим образом R2, а так же все токи и мощности.

Наибольшие искажения возникают в выходном каскаде усилителя, причем основной причиной искажений является выходной трансформатор.

Выходной трансформатор ограничивает диапазон воспроизводимых усилителем частот как со стороны низких, так и со стороны высоких частот. В предварительных каскадах УНЧ нелинейные искажения невелики в связи с малыми уровнями сигнала, а частотные искажения могут быть значительно снижены правильным выбором элементов усилителя.

Для расширения частотной характеристики в сторону низших частот требуется значительное увеличение индуктивности первичной обмотки трансформатора, однако при этом возникает индуктивность рассеивания, ограничивающая частотный диапазон в области высших частот. Зависимость величины магнитной проницаемости материала сердечника трансформатора от величины тока через обмотки приводит к нелинейным искажениям воспроизводимого сигнала.

Читайте также:  Переменный однофазный ток это

Одним из основных способов уменьшения как частотных, так и нелинейных искажений является отрицательная обратная связь (ООС). Однако беспредельно увеличивать глубину ООС нельзя, так как наличие фазовых искажений на крайних частотах уменьшает стабильность работы усилителя и может даже привести к его самовозбуждению. Для улучшения фазовой характеристики усилителя стараются исключить из него элементы, создающие фазовые сдвиги. Одним из таких элементов и является выходной трансформатор.

Если еще учесть, что выходной трансформатор является довольно дорогостоящей в производстве деталью, то становится понятным стремление конструкторов к созданию схем выходных каскадов УНЧ без выходных трансформаторов. При использовании громкоговорителей с сопротивлением звуковой катушки 5-10 Ом осуществить бестрансформаторный выход довольно трудно, так как для получения выходной мощности порядка 5-10 Вт выходные лампы должны обеспечивать ток через нагрузку около 1-1,5 А.

Создание таких ламп представляет довольно трудную задачу, поэтому более удачным решением оказалось увеличение сопротивления звуковой катушки громкоговорителя до 400-800 Ом и создание выходных каскадов, обеспечивающих согласование с такими громкоговорителями. Наибольшее распостранение получил так называемый последовательный двухтактный каскад, описание которого приведено ниже.

Рис. 1: а) обычный двухтактный усилитель б) двухтактный усилитель с параллельно включенными частями нагрузки; в) последовательный двухтактный усилитель

В обычной двухтактной схеме (рис.1а) нагрузка Rн состоит из двух частей, включенных последовательно.

Если использовать в качестве нагрузки высокоомную звуковую катушку громкоговорителя, то она должна иметь сопротивление Rн, вывод от средней точки и, кроме того, должна быть изолирована от корпуса усилителя. Части нагрузки, имеющие сопротивление Rн/2 каждая, могут быть включены и параллельно (рис.1б).

Очевидно, что в этом случае результирующее сопротивление нагрузки будет равно Rн/4. Вывод от средней точки катушки становится ненужным. Недостатком схемы рис.1б является необходимость иметь два отдельных источника анодного питания. Поскольку постоянные составляющие анодного тока через обе лампы равны, то источники питания могут быть объединены (рис.1в).

Так как в этом случае через нагрузку протекают только переменные составляющие анодных токов ламп, то она может быть включена через разделительный конденсатор и один вывод ее может быть заземлен. Усилитель по схеме рис.1в и представляет собой последовательный двухтактный каскад, который имеет следующие преимущества перед обычным двухтактным каскадом: приведенное сопротивление нагрузки оказывается в четыре раза меньше, не нужен вывод от средней точки нагрузки, один из концов нагрузки может быть заземлен. Эти достоинства облегчают применение высокоомных громкоговорителей в качестве нагрузки.

Недостатком последовательного двухтактного каскада является необходимость удвоенного напряжения анодного питания, так как по постоянному току лампы включены последовательно. Поэтому, чтобы осуществить бестрансформаторный усилитель с обычным напряжением источника питания 250-300 В, необходимо иметь лампы, которые при низком анодном напряжении 100-150 В имели бы малое внутреннее сопротивление и отдавали достаточную мощность.

Из выпускаемых нашей промышленностью ламп в бестрансформаторных усилителях может быть использована лампа 6П18П. Последовательный двухтактный каскад, собранный на этих лампах при напряжении источника питания 310 В, отдает мощность порядка 6-8 Вт и согласовывается с нагрузкой, имеющей сопротивление около 800 Ом. При намотке звуковых катушек громкоговорителей проводом диаметром 0,05 мм можно получить сопротивление звуковой катушки порядка 300-400 Ом.

Так как современные усилители НЧ, как правило, используют систему из нескольких громкоговорителей, то сопротивление звуковой катушки громкоговорителя такой величины оказывается в большинстве случаев достаточным. Ниже приводится таблица параметров отечественных высокоомных громкоговорителей для бестрансформаторных схем. Громкоговорители отличаются от аналогичных низкоомных только моточными данными звуковой катушки, которая при необходимости может быть изготовлена самим радиолюбителем.

Особенность двухтактного последовательного каскада является то, что если для обычного двухтактного каскада, при отсутствии сигнала, напряжения на анодах равны, а токи ламп могут несколько отличаться, то для последовательного двухтактного каскада в начальной рабочей точке токи ламп равны, а анодные напряжения могут отличаться друг от друга.

Рис. 2. Схема усилителя без фазоинверсного каскада. Мощность 2 Вт

Предварительный усилитель выполнен на лампе 6Н2П и имеет раздельные плавные регуляторы тембра. Как видно из схемы, усилитель не содержит специального фазоинверсного каскада. Напряжение возбуждения подается только на лампу Л3, а на лампе Л2 это напряжение образуется за счет падения напряжения на сопротивлении R22. Выбранная величина этого сопротивления 180 Ом обеспечивает симметричную работу обеих ламп. Усилитель охвачен ООС глубиной 19 дБ, напряжение которой подается с нагрузки усилителя в цепь катода предоконечного каскада через сопротивление R18.

Низкое выходное сопротивление усилителя 90 Ом достаточно хорошо демпфирует акустическую систему. Выходная мощность усилителя 2 Вт при коэффициенте нелинейных искажений около 1,5%. Чувствительность усилителя 230 мВ, среднее звуковое давление, развиваемое акустической системой, более 10 бар.

Рис. 3. Частотная характеристика усилителя, приведенного на рис. 2:

Недостатком усилителя без фазоинвертора является несимметричность напряжений, поступающих на сетки оконечных ламп, так как на управляющую сетку лампы Л2 поступает напряжение с нелинейными искажениями, возникшими в лампе Л3. В результате не происходит характерной для двухтактного каскада компенсации четных гармоник. Кроме того, такой усилитель может работать только в классе А.

В усилителе применены два низкочастотных громкоговорителя типа 2ГД-6 (Гр1 и Гр2) и два высокочастотных – типа 1ГД-17 (Гр3 и Гр4). Полное сопротивление нагрузки на частоте 1000 Гц равно 960 Ом.

Рис. 4. Усилитель двухканальный безтрансформаторный. Мощность: 6 Вт

Рис. 5. АЧХ усилителя приведенного на рис.4:

Выходная мощность на канал 6 Вт, при КНИ 1%. Чувствительность 0,2 В. В усилителе применены НЧ динамики – пара 5 ГД-16, а в качестве ВЧ – три ВГД-2.

Некоторые трудности в бестрансформаторных усилителях вызывает питание экранной сетки верхней (по схеме) лампы. Для получения пентодного режима экранная сетка должна быть по переменному току замкнута на катод (через конденсатор С13). Однако при этом сопротивление R23 оказывается включенным (по переменному току) параллельно нагрузке и на нем бесполезно рассеивается часть выходной мощности. Увеличение сопротивления R23 уменьшает постоянное напряжение на экранной сетке, в результате чего уменьшается мощность, отдаваемая лампами.

Компромиссной оказывается величина 6,8 кОм, которая, с одной стороны, обеспечивает достаточно высокое постоянное напряжение на экранной сетке и, с другой стороны, не приводит к заметным потерям мощности. Вместо сопротивления R23 может быть включен низкочастотный дроссель, который обладает большим сопротивлением переменному току и малым – для постоянного тока. Однако это усложняет усилитель и не всегда может быть рекомендовано.

На схеме (рис.4) показана схема более совершенного безтрансформаторного усилителя. Усилитель выполнен по двухканальной схеме.

Рис. 6. Безтрансформаторный усилитель мощностью 7 Вт.

ПОС в усилителе осуществлена подачей части напряжения из катодной цепи Л1б в цепь катода Л1а через сопротивление R7. Напряжение ООС подается с выхода усилителя в цепь катода Л1а через сопротивление R11. Между анодом фазоинвертора и управляющей сетки лампы выходного каскада Л2 осуществлена связь по постоянному току. Величина отрицательного смещения на управляющей сетке этой лампы определяется разностью между напряжением на катоде и напряжением, снимаемым на управляющую сетку с делителя R8, R13.

Рис. 7. АЧХ усилителя по схеме на рис.6:

Частотная характеристика усилителя прямолинейна от 20 Гц до частот свыше 100 кГц, что является характерным для бестрансформаторных усилителей. При выходной мощности 7 Вт нелинейные искажения не превышают 0,5%. Все это обеспечивает воспроизведение всего звукового диапазона частот практически без искажений.

Рис. 8. Зависимость КНИ от выходной мощности:

В заключение следует отметить, что бестрансформаторные усилители, построенные по последовательной двухтактной схеме, могут как и обычные трансформаторные двухтактные усилители работать не только в классе А, а также в классах АВ и В.

Так, например, для работы в режиме, близком к классу В, в схеме на рис.3 нужно исключить R17C12 и, отключив R13 от корпуса, подать через него на управляющую сетку Л3 отрицательное смещение порядка 15 В от постороннего источника. При этом будет достигнут дополнительный выигрыш в мощности 10-20%. К выходу усилителя подключаются два, последовательно соединенных громкоговорителя 5ГД-16.

Автор: Кононович Л. (по материалам журнала “Радио” №6/1959 год)

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector