Ламповый или транзисторный усилитель? Этот вопрос в конце прошлого века часто рассматривался в различных “аудиофильских” изданиях. В настоящее время он, по сути, уже не актуален, так как оба варианта пользуются спросом на рынке и прочно занимают свои места в различных “нишах” звукотехники.
Например, для домашнего аудиокомплекса в ряду современных стереофонических усилителей класса High End предлагается ламповый усилитель “Houston Mini-1998SE”, собранный на лампах 12АХ7 и EL84 по двухтактной ультралинейной схеме с трансформатором. Несмотря на ограниченную выходную мощность (около 10 Вт на канал), качество и динамика звучания усилителя с различной акустикой, по оценкам экспертов, не уступает высококачественным транзисторным УЗЧ, развивающим гораздо большую мощность.
Интерес к Hi-Fi ламповым усилителям в настоящее время вызван не только ностальгией аудиофилов по какому-то особенному “прозрачному’, “мягкому”, “ламповому” звучанию, но и реальными достоинствами ламповых УЗЧ. Для практических целей выбор чаще всего делают, исходя из реальных возможностей усилителя, отвечающего конкретным требованиям.
Например, постройка и эксплуатация высококачественного лампового усилителя с однотактным выходным каскадом, работающим в режиме класса “А”, по всем показателям, в том числе и по экономическим, во многих случаях не оправдана. Поэтому многие аудиофилы и музыканты по-прежнему отдают предпочтение классическому двухтактному ламповому выходному каскаду с трансформатором, который, собственно, и является важнейшим элементом, определяющим параметры и качество работы усилителя в целом.
Изготовить трансформатор для лампового усилителя в домашних условиях
Сделать хороший выходной трансформатор в домашних условиях достаточно сложно, а приобрести или заказать выполненный по всем правилам — недешево. В последнее время появились предложения использовать для ламповых УЗЧ в качестве выходных стандартные унифицированные трансформаторы типа ТАН или ТН. И хотя в этом случае не стоит рассчитывать на получение максимально возможных параметров, такой вариант заслуживает внимания благодаря доступности и практичности.
В настоящее время еще сохранились ламповые усилители, используемые музыкантами и выпущенные более 30 лет назад. Эта аппаратура, как правило, “гоняется” до полного физического износа. Многолетний опыт ее эксплуатации свидетельствует о надежности ламповых усилителей. Многие экземпляры, произведенные, например, такими фирмами как BEAG, TESLA, MARC HAL и другие, хорошо сохранились. Их ремонт чаще всего ограничивался заменой ламп и электролитических конденсаторов.
В более сложных случаях приходилось заменять элементы, от которых могли зависеть параметры усилителей. Некоторые элементы, например, резисторы, при неисправности разрушались. При этом их номинал по надписи определить было невозможно. Его подбирали опытным путем, лишь бы ламповый усилитель заработал, так как не все владельцы и ремонтники имели схемы аппаратуры.
По этим причинам, а также в связи с повышенным интересом к ламповой схемотехнике читателей, возможно, заинтересуют схемы наиболее популярных в конце прошлого века эстрадных усилителей. Эти схемы могут служить классическими образцами высококачественных ламповых УЗЧ, которые совместно с хорошей акустикой как раз и обеспечивают то качество звучания, по которому многие аудиофилы и музыканты испытывают ностальгию.
Источник питания
В блоке питания использует лампа, мощный кенотрон RCA-83. Полупроводниковый аналоговый таймер OMRON применён для задержки питяния анодов ламп, чтобы была возможность при помощи выпрямителя производить разогрев. Последние 2 RC цепочки (резистор 3,6 кОм, конденсатор 220 мкФ и резистор 3,9 кОм, конденсатор 10 мкФ) отдельные для каждого канала, в дальнейшем вместо них планируется ставить CCS, так же для каждого канала свой. Конденсатор на 10 мкФ обязательно поставить из полистирола. Два дросселя 50H, сопротивлением 55 Ом. Для питания нити накала выпрямителя, лампы RCA-83, используется напряжение 5 В. Разогрев ламп 5687 обеспечивает диодный мост, собранный на быстродействующих диодах MUR860, за ним стоят 5 электролитических конденсаторов по 10 000 мкФ каждый. Стабилизатор LM317 совместно с резистором сопротивлением в 1,5 Ом обеспечивает напряжение в 11,5 вольт и ток в 830 мА. Для получения дополнительных сведений о конструкции блока питания рекомендуется смотреть статьи о проектировании источников питания для ламповых усилителей.
Простая схема лампового усилителя высокой мощности
На рис.1 показана схема усилителя “Marchal super 100РА”. Ламповый усилитель обеспечивает выходную мощность 100 Вт на 8-омной нагрузке. При этом коэффициент нелинейных искажений не превышает 3% (регуляторы тембров установлены в среднее положение). Музыканты используют ламповый усилитель чаще всего как инструментальный.
УЗЧ имеет 4 высокоомных входа, то есть по два параллельных: Вх1 и Вх2, соединенные через резисторы R1, R2; ВхЗ и Вх4, соединенные через резисторы R7 и R8. Смешанные сигналы попарно усиливаются отдельными предварительными усилителями на сдвоенном триоде VL1 (ЕСС83) и через регуляторы уровня R10 и R13 подаются на следующий каскад усиления лампу VL2 (ЕСС83), который также выполняет роль смесителя.
При этом частотная характеристика по входам 1 и 2 (на выходе катодного повторителя второго триода VL2) линейна, а по входам 3 и 4 имеет подъем в области высоких частот, что достигается элементами пассивной частотной коррекции С5, С7, R12. Эффект звучания, получаемый в результате такой коррекции, называют “бриллиант”.
Кроме того, в предварительном усилителе имеются три регулятора тембра раздельно по низким, средним и высоким частотам. Низкое выходное сопротивление, которое обеспечивает катодный повторитель, позволяет уменьшить взаимозависимость пассивных регуляторов тембров, собранных по простой схеме с минимальным количеством деталей (переменные резисторы R19, R20, R21; постоянный R18; конденсаторы С9, С11, С12).
Следующий каскад фазоинвертор (VL3) также собран на двойном триоде ЕСС83 и имеет регулируемую частотную коррекцию (переменный резистор R30, конденсатор С14) в цепи отрицательной обратной связи (ООС), позволяющую получить так называемый “эффект присутствия”, т.е. подъем усиления в области средних частот (примерно от 2 до 5 кГц) на 6…8 дБ.
Следует учитывать, что при выбранном способе регулировки за счет ослабления действия ООС возрастают нелинейные искажения, которые при максимальном усилении на частоте 3 кГц могут составить 15%, что является приемлемым для инструментального звучания и даже нравится некоторым музыкантам, создавая определенную тембровую окраску. Если УЗЧ, собранный по данной схеме, предполагается использовать в составе аудиокомплекса для воспроизведения музыки или вокала, указанные элементы лучше вообще не устанавливать.
Двухтактный выходной каскад собран на 4-х лампах VL4…VL7 типа EL34 (аналог 6П27С), включенных по две параллельно в каждом плече. Выбранный вариант схемы на лучевых тетродах является наиболее простым, в связи с чем для надежной работы с минимальным коэффициентом нелинейных искажений требуется подбор ламп с идентичными параметрами. На практике это осуществить сложно. Можно ограничиться выбором ламп из одной партии (по году и месяцу выпуска), если они ранее не были в эксплуатации.
Как уже отмечалось, параметры усилителя во многом зависят от правильного расчета и качественного выполнения выходного трансформатора Т2. Для данной модели усилителя удалось найти лишь краткое описание трансформатора: магнитопровод — пластины Ш32х65: анодная обмотка состоит из 4-х секций, каждая секция содержит по 660 витков, намотанных проводом ПЭЛ диаметром 0,27 мм (лучше использовать ПЭВ диаметром 0,32мм).
Секции 1 и 3, а также 2 и 4 соединены параллельно, а их пары меду собой — последовательно. Вторичная обмотка также состоит из 4-х секций по 160 витков провода ПЭЛ диаметром 0,67 мм. Все секции соединены параллельно. Для тех, кто не имеет опыта самостоятельного изготовления выходных трансформаторов, этих данных может оказаться недостаточно, так как неправильное расположение и соединение какой-либо из обмоток может стать причиной ухудшения параметров и даже самовозбуждения усилителя.
Более подробное описание конструкции выходного трансформатора, рекомендации по выбору материалов и его изготовлению для усилителя фирмы Marchal. который по основным параметрам близок к описанному, даны в [4, 5]. Дроссель L1 выполнен на магнитопроводе Ш20х40 и имеет 200 витков провода ПЭЛ диаметром 0.41 мм. Данные силового трансформатора Т1: магнитопровод Ш40х55; первичная обмотка для напряжения сети 220 В 450 витков провода ПЭЛ диаметром 0.62 мм; вторичная обмотка для питания анодов ламп состоит из двух половин по 410 витков в каждой, намотанных проводом ПЭЛ диаметром 0,41 мм.
Каждая половина при номинальной нагрузке должна обеспечивать переменное напряжение не менее 200 В. Специальная обмотка, предназначенная для получения сеточного смещения (38 В), имеет 78 витков провода ПЭЛ диаметром 0,25 мм. Накальная обмотка содержит 15 витков провода ПЭЛ диаметром 1,8 мм. При номинальном напряжении сети она должна обеспечивать напряжение накала не менее 6,3 В.
Налаживание усилителя наминают с установки напряжения смещения (-38 В) подстроечным резистором R47. Чтобы не вызвать значительный перегрев выходных ламп из-за большого тока покоя, перед началом регулировки движок резистора устанавливают так, чтобы напряжение смещения было максимальным. Подстраивая резистор R45, добиваются минимального уровня фона, при этом входы 1-4 временно соединяют с общим проводом.
Несмотря на мировую популярность ламповых эстрадных усилителей фирмы Marchal, для большинства наших музыкантов они так и остались несбыточной мечтой. По понятным причинам гораздо большее распространение у нас получила эстрадная аппаратура, производимая в странах СЭВ. Большой популярностью в свое время пользовались комплекты эстрадной аппаратуры венгерской фирмы BEAG.
Обычно комплекты состояли из трех ламповых усилителей: двух инструментальных, один из которых предназначался специально для бас-гитары, и одного голосового. Каждый ламповый усилитель комплектовался акустической системой, соответствующей его предназначению.
Выходные каскады усилителей строились по идентичным двухтактным схемам на двух лучевых тетродах EL34 с трансформатором и могли развивать выходную мощность до 60 Вт на активной нагрузке 8 Ом. На рис.2 показана схема оконечной ступени инструментального усилителя “АЕХ25СГ фирмы BEAG.
Она включает в себя:
- предварительный ламповый усилитель (левая половина двойного триода VL3), на катод которого подается напряжение общей ООС;
- фазоинвертор (правая половина VL3);
- двухтактный выходной каскад на лампах VL4, VL5 (EL34) с фиксированным смещением (-42 В).
Резисторы R26 и R27 — антипаразитные, устраняют самовозбуждение выходного каскада в области высоких частот, а делитель R29-R30-R36-R37 способствует выравниванию токов ламп. При эксплуатации фирменных усилителей эти резисторы, а также R34 чаще всего выходили из строя. Поэтому рекомендуется устанавливать резисторы с мощностью, больше указанной. К части вторичной обмотки трансформатора Т2 через резистор R41 подключена индикаторная лампа HL2.
При отключенной акустической системе эта цепочка выполняет роль балластной нагрузки.Для питания анодов ламп усилителя используется выпрямитель (диоды VD1, VD2), собранный по схеме с удвоением напряжения. При этом обмотка силового трансформатора Т1, обеспечивающая анодное напряжение (+480 В), должна быть рассчитана на ток, в несколько раз больший потребляемого при номинальной выходной мощности усилителя.
Обмотка Т1, предназначенная для получения напряжения смещения, должна обеспечивать переменное напряжение около 32В лучше не менее 40. Тогда можно ввести регулировку напряжения смещения, заменив резистор R35 подстроенным с сопротивлением несколько десятков килоом. К накальным обмоткам подключены подстроенные резисторы RP5 и RP6, предназначенные для установки минимального уровня фона.
Предварительный ламповый усилитель на двойном триоде
На рис.3 показана схема предварительных каскадов усилителя “АЕХ250”. В них используются два двойных триода ЕСС808. Ламповый усилитель имеет два идентичных входа с раздельными предварительными усилителями на лампе VL1 и регуляторами уровня RP1 и RP2, после которых сигналы смешиваются и усиливаются общим двухкаскадным усилителем на лампе VL2.
Между его каскадами установлены пассивные регуляторы тембра низких (RP3) и высоких (RP4) частот. Каких-либо иных особенностей схема не имеет Для некоторых конденсаторов указано рабочее напряжение, рекомендуемое производителем. Модель голосового усилителя “АЕХ650”, предназначенного для усиления сигналов от 4-х микрофонов, отличается, в основном, построением предварительных каскадов.
При этом в нем имеется раздельная регулировка тембров по низким и высоким частотам для каждого входа. К усилителю можно подключить ревербератор “АКХ200” фирмы BEAG, построенный по принципу магнитной звукозаписи на кольцевую ленту. Данные выходных трансформаторов, подходящих по параметрам для выходного каскада усилителя “АЕХ250”, можно найти в указанной литературе.
Изготовление корпуса
Ширина шасси определяется шириной выходного трансформатора, так как он является наиболее габаритным компонентом. В заготовках необходимо выдержать размеры их сопрягаемых частей. До начала сборки нужно самостоятельно просверлить необходимые отверстия под разъёмы и прочие установочные компоненты.
В окрашенные и высушенные панели вставляются установочные компоненты. Верхняя панель окрашена не была, она подверглась шлифовке и осталась цветом соответствующим цвету натурального алюминия.
Сборка начинается с крепления к нижней панели сначала одной боковой панели, затем другой. Верхняя панель крепиться в последнюю очередь. В готовый корпус лампового усилителя производиться окончательная установка всех комплектующих. Корпус для блока питания изготовляется аналогичным образом. При работе, сигнал с его выхода подают любой ламповый УМЗЧ со стандартным входом.
Форум по ламповым УНЧ
- ПРОСТОЙ ТРИОДНЫЙ ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ
- RIAA КОРРЕКТОР ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ
- ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ С КОНТРОЛЛЕРОМ И ЦАП
- ПРОСТОЙ ФОНО-ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ
