Преимущества и недостатки применения межкаскадного трансформатора
Основным преимуществом межкаскадного трансформатора считается его простота сборки. Создать устройство не составит труда начинающему любителю в домашних условиях. Устройство функционирует эффективно, схемы просты для понимания, не потребуется вникать в огромные сложные формулы, чтоб создать работающие и надежное устройство.
Существенным недостатком межкаскадного трансформатора является громоздкость его конструктивных узлов. В результате установки прибора в усилитель или выпрямитель устройство приобретает большой вес и увеличивается в габаритах. Современные виды трансформаторов обладают меньшими размерами, но примерно идентичны по функционалу. Следовательно, межкаскадные использоваться могут, но только в случае, если у радиолюбителя нет возможности купить новое, меньшее по размеру оборудование или не хватает финансовых средств.
Еще одним недостатком прибора можно назвать поступления фазового сдвига при работе. В результате он не может работать на высоких частотах, что делает сферу применения ограниченной.
↑ Прослушивание
Восприятие звука моно сильно отличается от стерео, нужно привыкнуть. От схемы ожидал большего, думал, включу и вот она, нирвана. Но не случилось. Менял пластинки, менял фонокорректор, свой подключал в режиме моно, чтобы сравнивать звук. Первые впечатления противоречивые. У новой схемы высокое разрешение, как сказал мой товарищ, «раскладывает инструменты по полочкам», но звук показался не «комфортным».
Оцифровал несколько треков, используя свой фонокорректор в моно режиме и макет новой схемы, записал дорожки на CD-диск и попросил двух своих товарищей-меломанов послушать и высказать своё мнение. Треки на диске были расположены в произвольном порядке, прослушивающие не знали, через какой фонокорректор была произведена запись.
В результате слепого прослушивания первый слушатель не смог отдать предпочтение ни одному из аппаратов. Второй разделил по жанрам, отдав предпочтение в рок-музыке первому (условно назовём старому) корректору, заметив при этом, что он «размывает» звук, а в классике и инструментальной музыке — второму (новому) фонокорректору.
Я, зная, где что играет, тоже не смог окончательно определиться, хотя второй фонокорректор был более «точен», но «жёсткий» и несколько «утомительный» звук не давал покоя.
Хочу заметить, что все мои доморощенные определения звучания, как то «точный», «размытый», «некомфортный», «жёсткий», «утомительный» и т. д., весьма условны и мало уловимы при прослушивании. Возможно, они являются последствием самовнушения и не заслуживают внимания серьёзного читателя.
Схемы межкаскадных трансформаторов
Схемы межкаскадных трансформаторов подбираются в зависимости от вида техники и используемой аппаратуры. Активная нагрузка, параллельная сетке, понадобится в большинстве случаев. Дело в том, что шунтировать вторичную основу необходимо, так как без этого первый каскад сильно нагружается и усиливаются показатели входной емкости следующего этапа. Если коэффициент трансформации один к одному, то шунтирование проводится идентичным образом (до 10 кОм).
Для лампового усилителя
Схемы, предназначенные для усилителя на трансформаторах, в технической литературе не встретить. Объясняется это тем, что устройства подбираются самостоятельно, стандартная схема намотки изменяется в зависимости от исходных характеристик.
По схеме, рассчитанной для ОСМ 0,1 лампы Ri < 2 ком, необходимо взять железо 25 на 40. Площадь — 9 квадратов, первичная обмотка составляет по 133 витка в слое, в устройстве 3, 6, 6 и 4 слоев по четыре секции. Всего витков в первичной обмотке получается 2394. Во вторичной слоев 6, 6 и 6, по 133 штуки. Общее количество 2394. Зазор необходим, если ток превышает 12 мА. Если он не достигает, то можно обойтись без зазора.
Для 6 6g
Для 6 6g собирается идентичным образом, но увеличивается число обмоток. В стандартной схеме габариты составляют 17 на 66 миллиметров. Сердечник используется небольшой — около 5 квадратных сантиметров. Учитывать следует, что сопротивление обмотки при расчетах не должно превышать10 процентов от внутреннего сопротивления оборудования.
Для двухтактного усилителя
Используется принцип сборки четырех штук вторичных обмоток. Они располагаются параллельным образом попарно, при этом согласовываются различные показатели сопротивления. Востребованный коэффициент трансформации 20 к 1. Желательна пропитка церезином.
Для гибридного усилителя
Для гибридного усилителя также подойдет межкаскадный тс. Берется набор необходимых материалов 32 на 50, намотка производится 14 на 46 миллиметров Первичный слой делается 0,28 и не покрывается. Всего получается 14 витков по пять секций. Подсчитано, что 20 слоев выходит свыше 2800 витков, измеряйте инструментарием.
Вторичная обмотка производится идентичным образом. Сначала 0,28 миллиметров без использования лакировки, витков общее число 2800.Изоляция побирается между обмотками по 0,2 миллиметра, допустимо использовать бумагу. Шунтирование по вторичной не обязательно, на показателях мощности не скажется.
Содержание / Contents
- 1 Предыстория
- 2 Схема фонокорректора от John Broskie
- 3 Прослушивание
- 4 Новый фонкорректор
- 5 Выбор лампы
- 6 Выбор транзистора
- 7 Организация смещения первого каскада
- 8 Выходные трансформаторы
- 9 Блок питания
- 10 Задержка подачи напряжения накала и анодного напряжения
- 11 Корпус корректора
- 12 Параметры моего фонокорректора в сборе
- 13 Итоги
- 14 Литература и упомянутые источники
- 15 Оцифрованные моим корректором треки для прослушивания
- 16 Проекты модулей для EAGLE CAD
- 17 После написанного
Что понадобиться для создания устройства своими руками
Понадобится сердечники провод, выбрать определенное число витков перед началом работы. По времени изготовление стандартной модели занимает у новичка не менее 4-5 вееров. Будьте готовы к тому, что придется постараться, приложить дол аккуратности и терпения.
Изначально делается прибор для вращения. Его можно сделать из спидометра панели управления автомобилем. Устанавливается на стойке вертикально — используйте обычную стойку с дыркой вверху. Спидометр ввинчивается в отверстие, оси подшипника счетчика соединяются проволокой. Просмотр результатов происходит через самодельное окошко. Катушка крепится прокладками.
↑ Организация смещения первого каскада
Я рассматривал смещение светодиодом и автоматическое смещение с шунтированием резистора конденсатором большой ёмкости. Автоматическое смещение позволяет использовать лампы с бОльшим разбросом половинок, хотя и не исключает подбора ламп. К сожалению, результаты измерений модуля с автоматическим смещением и смещением светодиодом не сохранились. Остались только два снимка экрана, с автоматическим смещением в первом каскаде и уровнем выходного сигнала 250 mV 1 kHz (-12 dB) и со светодиодным смещением в первом каскаде и уровнем выходного сигнала 315 mV 1kHz (-10 dB). В обоих случаях уровень второй гармоники на 70 dB ниже первой (~0,03%), остальные гармоники теряются в шумах.
Автоматическое смещение, входной сигнал 250 mV.
Рис. 32.
Смещение светодиодом, входной сигнал 315 mV
На собранном устройстве с выходным трансформаторным каскадом проведены повторные измерения THD и замерены уровни шумов. При проведении измерений THD фонокорректора с автоматическим и светодиодным смещением параметры очень близки (один и тот же канал с заменой R3 и C2 на светодиод).
Рис. 33.
Автоматическое смещение
Рис. 34.
Тот же модуль, смещение светодиодом
Есть разница в уровне собственных шумов и наводок при использовании разных типов смещения в первом каскаде данного фонокорректора. При измерении параметров с разным типом смещения получилось, что при светодиодном смещении уровень шумов на 3 дБ ниже и имеет несколько другой спектр. Думаю, что это зависит от разной чувствительности светодиода и резистора к электромагнитным наводкам от трансформатора.
При смещении светодиодом шумы каскада имеют наибольшую амплитуду в диапазоне от 20 до 40 Герц, затем начинают плавно спадать. С реальным усилителем и колонками (на максимальной громкости) это похоже на равномерный дующий звук, мягкий и не раздражающий.
При автоматическом смещении в спектре шумов преобладает частота 50 Герц и её гармоники, 100, 150, 200 Герц и т. д. Характер шумов и наводок при автоматическом смещении воспринимается как более громкий и неприятный.
Рис. 35.
Левый канал с автоматическим смещением, правый канал со светодиодным смещением
Рис. 36.
Оба канала со светодиодным смещением
Это не критично, так как на полной громкости никто слушать не будет. С другой стороны, подбор ламп в первый каскад при автоматическом смещении будет менее проблематичным. Если разместить фонокорректор и блок питания в разных корпусах и разнести их на какое-то расстояние, то использование автоматического смещения выглядит более предпочтительным.
При прослушивании музыкального материала различия на уровне «сложилось впечатление» и «показалось». Думаю, что при слепом прослушивании отличить будет крайне сложно или просто невозможно.
В результате плата модуля разведена под автоматическое смещение, но в окончательном варианте я использовал смещение светодиодом, установленным в посадочное место электролитического конденсатора C2. Макет я продолжал слушать некоторое время, меняя музыкальный материал и убеждаясь (убеждая себя?), что это окончательный вариант.
Если чувствительность входа вашего УНЧ до 500 mV, то дополнительный каскад может и не понадобиться, нужно будет только пересмотреть номинал выходного разделительного конденсатора С11. В моём случае ёмкость 0,47 uF рассчитана на входное сопротивление третьего каскада в 166 kOm.
Параметры модуля:
коэффициент усиления на частоте 1 kHz ~68 (зависит от коэффициента усиления использованных ламп, в моём случае разброс был от 60 до 68). При входном сигнале 2,5 mV, на выходе будет ~170 mV. THD 0,012%, шум невзвешенный 72 dB, измеренный вот в таких «полевых» условиях.
Рис. 37.
Измерение параметров модуля фонокорректора.
Упрощается силовой трансформатор, не нужно второго высоковольтного стабилизатора анодного питания. Но номинальная чувствительность моего УНЧ — 1 V и 170 mV на входе это маловато, нужно делать третий каскад. Ничего лучше, чем трансформаторный каскад с коэффициентом усиления 3, я не придумал. Запас по усилению — это хорошо, потому, что когда у меня появилась МС-головка с высоким выходом 1.6 mV, я смог слушать музыку почти ничего не меняя.
Технология создания и намотки трансформатора
Провода располагаются на расстоянии до 1 метра от устройства.
Стержень крепится под углом 55-60 градусов на противоположной стороне. Для простоты вращения поместите техническое колесико на вал.
Хвостики вводятся через предварительно сделанные дырки. Вырезается больше на 2-3 штуки, чтоб в случае неаккуратной намотки выходы оставались. Проводится намотка с установкой бумажных прокладок между каждым слоем (расчет их числа приведет выше).
Намотка производится максимально туго, используются перчатки, чтоб изоляция не попадала на руки. Витки оставлять на 2 миллиметра до стенок.
↑ Выбор лампы
В своей статье «Усилители RIAA — коррекции на вакуумных триодах для „скоростных“ (электродинамических) звукоснимателей» Е. Бабиченко и И. Гапонов не рекомендуют применять лампу 6Н23П в фонокорректорах. «…Отвратительно хрустит двухкаскадник на 6Н23П…» Видимо подразумевается использование этой лампы в резистивных каскадах с общим катодом.
Много отрицательных отзывов об использовании этой лампы можно найти в интернете. Вообще отзывы о звучании 6Н23П весьма противоречивые.
«LIFE IN A VACUUM» Вестник Ассоциации Российских Аудиофилов. «…6922/6Н23П-ЕВ является, пожалуй, самой „дискутируемой“ лампой среди сигнальных. Стоит кому-либо обхаять её, как тут же в защиту выступит другой. В Glass Audio появились две крупных статьи с мнениями о пригодности работы 6922 в звуковых цепях — „Suitability of the 6DJ8 for Audio“; GA 1995/3, R. Modjesky и „Is the 6DJ8 suitable for audio?“ D. Danner. GA 2/93.
Если читателям будет интересна эта техническо-музыкальная полемика, мы переведём и опубликуем. Ниже помещены данные, полученные Риком Берглундом (Rickard Berglund — Sweden), опубликованные в GА 1995/6. Значения искажений приведены для выходного напряжения 1 V (RMS).… Данные были получены на нескольких схемах, для „честности“ результатов, включая обычную схему усиления (с общим катодом) с шунтированным катодным резистором и без, мю — повторитель (с генератором тока в аноде), SRPP с шунтом катодного резистора и без, катодный повторитель и инвертор с разделенной нагрузкой…»
Рис. 16.
Из приведённых Риком Берглундом данных видно, что лампа 6922 производства Sovtek имеет больший коэффициент усиления и меньшие искажения относительно более именитых аналогов. Не могу сказать, является ли лампа 6Н23П-ЕВ полным аналогом лампы 6922 Sovtek.
Я решил использовать то, что было в наличии. В первом каскаде можно было попробовать 6Н24П, которая отличается цоколёвкой, доступна и просят за неё в несколько раз меньше, но плату я развёл всё-таки под лампу 6Н23П. Пусть будет возможность при случае испытать лампы разных производителей (6922, 6DJ8, ECC88, E88CC и т. д.) без переделки платы.
В закромах оказалось 23 лампы 6Н23П и 6 ламп 6Н23П-ЕВ, новых и б/у. Проведён предварительный отбор ламп на идентичность половинок, по шумам и соответствию паспортным характеристикам, отобраны кандидаты в проект.
В дополнение хочется процитировать Е. Карпова: «Высокая линейность каскада с источником тока и улучшение спектра выходного сигнала существенно расширяет круг ламп, пригодных для применения в высококачественных усилителях низкой частоты. Такие традиционно ругаемые лампы, как 6Н2П, 6Н3П, 6Н23П показывают отличные результаты по линейности и качеству звука».
Рис. 17.
Модуль одного канала
Резистор R11 составлен из двух двухватных резисторов на 10 kOm +/- 10%. Более перспективно выглядит пара резисторов 9,1 и 12 kOm. Резисторы размещены над платой на стойках из-за приличного тепловыделения. После подъёма резисторов над уровнем платы, температура на конденсаторе C5 снизилась до 52, а на С6 до 49 градусов. Температура на конденсаторе C 10 не превышает 50 градусов, не смотря на близкое расположение лампы. Температура на конденсаторе C1 — 32, на C2 — 35, на C4 — 35 и на C8 — 30 градусов. Есть смысл заменить двухватные резисторы (R11, R12, R13, R14) на трёхватные, для снижения тепловыделения. Температура на трёхватных резисторах в рабочем режиме не превышает 60 градусов, а на двухватных достигает 90 — 95 градусов. Температура на баллонах ламп около 78 градусов, все измерения проводились на открытой конструкции. В закрытом корпусе температура будет естественно выше.
↑ Задержка подачи напряжения накала и анодного напряжения
Поскольку в фонокорректоре применена непосредственная связь, очень желательно выполнить задержку подачи анодного напряжения, а для продления жизни столь дорогих сегодня ламп, ещё и плавную подачу накального напряжения. В конструкции применён таймер задержки В. Тимофеева, описанный в журнале «Радиолюбитель» № 1 за 2013 год, страницы №№ 8-11.
Рис. 51.
Таймер задержки в штатном виде
Рис. 52.
Модификация под мои нужды
Да простит меня автор, но я внёс некоторые изменения. Изменил питание модуля на 12 V, поскольку у меня реле не на 27, а на 12 V. Для этого я удалил один электролитический конденсатор, на его место установил трёхвыводной стабилизатор. Ёмкость второго конденсатора увеличил и положил его набок, подальше от радиатора стабилизатора. Плёночные конденсаторы на 330 и 100 nF распаяны на ножках стабилизатора с обратной стороны платы.
Также я отказался от двух размыкающих реле и запитал блок задержки от накальных обмоток, а не от отдельного трансформатора. Защитные резисторы параллельно конденсаторам фильтра питания я ставлю всегда. Отключать их на время работы аппарата и снижать напряжение на обмотках реле после их срабатывания я не стал.
После сборки всех блоков в корпус, выяснилось, что для снижения наводок нужно переделывать плату с реле и мощными резисторами и изменить место расположения платы накального стабилизатора.
Наблюдать изменение шумов и наводок на схему оказалось удобным в программе Realtime Analyzer
. Можно оперативно перемещать модули, изменять расположение трансформатора, наблюдая при этом за изменениями показаний собственных шумов устройства. В результате, реле коммутации анодных цепей с резисторами пришлось вынести на отдельной плате к фильтру питания, реле плавной подачи накала с резисторами, реле блокировки модуля задержки, резисторы средней точки накала и неполярный конденсатор оставлены на плате, установленной над блоком задержки. Блок задержки поменялся местами с накальным стабилизатором. Сетевой провод помещён в дополнительный экран.
↑ Параметры моего фонокорректора в сборе
При одинаковом коэффициенте усиления каналов (разница 2%) шумы у левого канала на 2 дБ выше, чем у правого. Приведённые ниже параметры по уровню шумов соответствуют левому каналу.
Коэффициент усиления (1kHz) 210 Входное сопротивление 47 kΩ Коэффициент нелинейных искажений (1kHz, Uout=0.75V) 0.04% Невзвешенный уровень шума — 63 dB Взвешенный по типу С — 66 dB Взвешенный по типу A — 78 dB Выходное сопротивление — 560Ω Отклонение характеристики от стандартной RIAA (20Hz — 20 kHz) — 0.5 dB Потребляемая мощность — 70 W Время подготовки к работе 38,5 сек Размер 230 x 390 x 90 мм Вес 6,9 кг
Рис. 53.
THD фонокорректора
Рис. 54.
Анти-RIAA фонокорректора
Рис. 55.
Собственные шумы фонокорректора
Рис. 56.
Собственные шумы фонокорректора по октавам
Рис. 57.
Собственные шумы фонокорректора (взвешенные по типу С)
Рис. 58.
Собственные шумы фонокорректора (взвешенные по типу А)
↑ После написанного
Эксплуатация фонокорректора выявила мои просчёты. Пришлось улучшить вентиляцию с помощью дополнительных отверстий в верхней крышке. Теперь это выглядит так.
P.P. S. Человеком движет любопытство, а рассуждения о разнице в звучании (преимуществах перед 6Н23П и 6Н23П-ЕВ) ламп 6DJ8, 6922, ECC88, E88CC и т. д. различных производителей только подогревают его, это самое любопытство. Поскольку денег на новые 6DJ8 я ещё не заработал, прикупил себе на японском Yahoo пару б/у ламп 6DJ8 от Matsushita.
Лампы 6DJ8
Продавец сообщал, что лампы проверены на исправность. Учитывая, что продаётся пара — были робкие надежды, что лампы будут с близкими параметрами. Получил, установил в фонокорректор и начал слушать. Лампы укладываются в паспортные характеристики, при Ua = 100 V, Ug = — 1,95 V, Ia = 10 mA у первой и 12 mA у второй. Но с повышенными собственными шумами, видимо хорошо поработали и в связи с этим вышли на пенсию. У меня есть несколько похожих б/у ламп 6Н23П, с очень близкими половинками, тоже шумят.
В левом канале первая лампа 6DJ8, в правом 6Н23П-ЕВ
При установке первой лампой собственные шумы в левом канале повысились на 10 дБ, а усиление снизилось на 3 дБ. Учитывая это обстоятельство, другие измерения я не проводил.
Одна из ламп с очень близкими половинками, у второй разброс побольше, в первый каскад моего изделия не очень годится. Стал слушать музыку, «закрыв глаза» на шумок. Слушал, честно слушал. Может быть, у меня с ушами что-то не так или система не должного уровня разрешения? Но «сложилось впечатление» (показалось), что на звучание большее влияние оказывают режимы работы лампы, организация смещения и схемотехника первого каскада, чем фирма-производитель самой лампы.
Б/у лампы — неправильное решение, можно использовать на первом этапе, для проверки работоспособности проекта. В дальнейшем лучше купить новые лампы и отобрать из них подходящие. Вернул 6Н23П-ЕВ назад. Решил отложить эксперимент до того момента, когда деньги просто некуда будет девать, а пока буду просто слушать музыку.
