Противостояние приятного на слух звука лампового гитарного усилителя и массогабаритных характеристик приводят к одному логичному выводу — гибридная схема усилителя. И хотя таким способом нельзя добиться звука полноценных ламповых усилителей, можно получить достаточно качественное звучание при помощи простой схемотехники и малых размеров. Комбик, усилитель которого описывается в статье, я делал для отца, опираясь на такие характеристики, как хорошее качество звука, малое энергопотребление, малая масса и габариты. Комбик предназначается для домашнего использования а, следовательно, нет необходимости в большой мощности. Хочу заметить сразу, что моих изысканий тут очень мало. Это лишь компиляция известных схем. Тем не менее, почему-то такого я нигде не видел, когда был начинающим, и не вижу сейчас. Все лишь давали устные советы, и никто не мог сделать схему и плату. А у меня все-таки руки доросли…
↑ Схема усилителя
Саму схему усилителя можно разделить на 3 части: предусилитель, буфер и усилитель мощности. Схему предусилителя я выбирал долго, ибо нужно было добиться хорошего качества минимальной ценой и энергопотреблением. Больших трансформаторов тоже не хотелось делать. Зато у меня валялись 2 советских ТАН-11 с четырьмя обмотками по 28 Вольт и двумя по 6 Вольт. Именно их я и решил использовать. Но анодное напряжение получалось небольшим. Выход был один — использовать известный предусилитель TOMATO. За несколько лет работы у меня дома, этот предусилитель ни разу не подвел, и оказался очень неприхотливым и качественным, при своей простоте.
Вопрос о буфере не вставал, использовал стандартный ход на операционном усилителе TL072, включенном с К.У. = 1. Темброблок решил делать фендеровским, уж очень он мне нравится.
В качестве УМЗЧ использовал TDA2005, включенную в мостовом режиме.
Вот что получилось в итоге:
↑ Использованные детали
В предусилителе использованы конденсаторы с рабочим напряжением 250 Вольт, в темброблоке и дальше по схеме 50 Вольт. Конденсаторы в катодах половинок лампы на 50 Вольт. Электролит на 2.2 мкф желательно использовать униполярный, еще лучше не электролит вообще Резисторы на 1 ом, шунтирующие динамик, я использовал керамические, мощностью 5 вт. Однако, умные люди говорят, что такая мощность совсем необязательна.
Используемые материалы
- Водостойкая фанера лиственных пород 14-20 мм. Не рекомендуется ДСП.
- Лучшая обивка – это натуральная или искусственная кожа.
- Клей для дерева, кисточка, матовая черная акриловая краска.
- Динамики 50 Вт 8 или 16 Ом, в зависимости от способа подключения.
- Винты с планками 25×25 для усиления стенок
- Пластиковые или металлические надписи.
- Ручки для переноски и ножки на колёсиках.
↑ Анодное питание
С анодным питанием и накалом чуть сложнее, но только чуть. Главный вопрос был как подключить трансформатор ТА-11.
Однако, благодаря информации, которой в интернете как снега зимой, удалось скоммутировать 3 обмотки по 28 Вольт последовательно для анода. Получилось ок. 84 Вольт переменки, а дальше выпрямление и схема удвоения напряжения.
В выпрямителе анода я использовал конденсаторы, выкорчеванные из старых блоков питания для компьютеров. Они на напряжение 200 Вольт. Сейчас кто-то возьмется за сердце, мол маловато напряжение, однако, у моего БП выхлоп под нагрузкой получился около 170 Вольт. Так что на первое время можно точно использовать
Звучание комбика
После подключения громкоговорителя к усилителю, можно увидеть колоссальную разницу в звуке по сравнению с китайской аппаратурой, скажем так «базовой цены». Просто совершенно другое звучание той же самой гитары!
После подключения к ламповому усилителю 50 Вт играет всё чисто, ничего не подзвучивает. Видно что качество динамиков и жесткость отделки корпуса являются крайне важными характеристиками.
↑ Печатная плата
Плата представляет из себя так же компиляцию готовых, с моими небольшими внесениями и коррективами. Плата предусилителя TOMATO мне попалась случайно через Google. Установить разработчика платы не удалось. Плата усилителя мощности на TDA2005 из проекта с одноименным названием на сайте guitar-gear.ru. Всё прочее — мои изваяния, местами бездарные, в остальном же просто ужасные
Большой квадрат на чертеже это место для вырезания. То есть, там платы быть вообще не должно. Перемычка в темброблоке делается со стороны дорожек навесом. Это уже скорректированная плата, первоначально у меня получилось вот так:
Не обращайте внимания на 2 встречно-параллельных диода и 2 таких же светодиода внавес. Это всего-навсего мои эксперименты, так что тема этого усилителя ещё не закрыта. Изначально, усилитель планировалось оформить в виде «головы», однако идея быстро переросла в комбик. А вот плата не переделывалась. Поэтому ручки перепутаны местами, а разъем находится справа, а не слева, где ему самое место:
Готовая конструкция крепится на Г-образное шасси, которое прикрепляется к комбику сзади.
Прошу не обращать внимания на грязь. Всё в состоянии доделки/доработки/доводки.
Сборка АС комбика
Наиболее важным элементом при изготовлении является выбор правильного «пакета» для используемых динамиков. Это влияет на окончательный звук АС. Неправильный выбор этих параметров приводит к тому, что громкоговоритель сам по себе издает странные звуки, имеет призвуки. После расчетов и практических изменений, пришло время столярных работ.
Тут использовался скошенный тип расположения из-за места использования – дом – чтобы динамик «говорил» непосредственно с исполнителем, а не с полом. Применен комплект акустики для гитары на мощность 120 Вт, фото динамика вы видели выше.
Задняя часть была вырезана на 1/3 ширины из-за полуоткрытия колонки, в этом месте лучше всего звучит сетка настройки, вставленная в рамку.
Обертывание колонки заняло весь день. Если хотите, можете использовать транспортные колесики или же резиновые ножки с подстраиваемой резьбой, чтобы выровнять их по полу. Динамики крепятся винтами М6 с самоконтрящимися шайбами, чтобы они не ослабли от вибрации.
Внутри были приклеены и привинчены полосы 25×25 мм для придания жесткости конструкции против сильных вибраций. Для эстетической отделки передняя часть была сделана из дерева, так называемая четверть круга, вырезанная по размеру. Центр был покрашен матовой черной акриловой краской, затем подрезаны все отделочные материалы и теперь можно вкрутить динамики. Конкретные размеры не указаны, так как они вытекают из расчетов и типа используемых динамиков. После сборки вот окончательные фотографии работы.
Соединять динамики между собой внутри колонки можно разными способами:
- МОНО 16 Ом / 120 Вт (подключить динамики последовательно 8х2 Ом = 16 Ом)
- МОНО 4 Ом / 120 Вт (подключить динамики параллельно 8/2 Ом = 4 Ома)
- STEREO 2 по 8 Ом на 60 Вт, для этого используем переключатель на задней панели моно / стерео.
Дизассемблинг и приручение лампового гитарного звука
Как все начиналось
Порядка 5 лет назад, я начал свое шествие по миру ламповой техники. За это время было собраны десятки разных схем и прослушано порядка пяти десятков «оригинальных» ламповых усилителей. В результате, сформировалось четкое понимание «как должно звучать» и какой «гибкостью» должен обладать аппарат. В процессе знакомства с разными гитарными усилителями, долгое время, меня не оставлял в покое звук «головы» от фирмы Krank. Но в тот момент, к сожалению, оценить его и попробовать — было невозможно. Продажи начались только-только в Штатах, а живых экземпляров в Санкт-Петербурге не было. Было принято решение во что бы то ни было, достать столь «лакомый кусочек». К счастью нашлись подходящие люди которые смогли купить и привезти его в Питер. Долгие 14 дней ожидания и моя прелесть стояла на пороге квартиры. Счастью не было предела. Чем больше я на нем играл, тем больше мною овладевала мысль: «Как же устроена эта штука». В один прекрасный момент, собравшись с духом, я твердо решил: “Я должен узнать «тайну » этого чуда”. Шли дни, летели недели. Кусочек за кусочком вырисовывалась схема.
На этом, казалось бы, стоило остановиться, но душа требовала продолжения. И так и родилась идея сделать портативный, легкий «krank» для игры вне реп. точки. И тут понеслось…
Корпус
Корпус было решено брать в формате rackmount (для удобства хранения и перевозки). Плюсы решения: Удобство инсталляции в рековую/студийную стойку, прочность, хорошее охлаждение, удобство расположения и разводки «внутрянки». Использовался корпус фирмы Hammond 2U 19″ Rack mount Case.
Транформатор
Оговорюсь сразу, что было испробовано много трансформаторов, но самым адекватным по цене и габаритам оказался Транслед (не сочтите за рекламу).
Выбирал силовой трансформатор по следующим параметрам: 3 лампы — 12ax7, коммутация и индикация.
Итого имеем: 1. Обмотка на 6-15 вольт для питания накала ламп и коммутации. 2. Обмотка высоковольтная, для питания анодов ламп.
Открываем даташит лампы 12ax7 EH и видим: Накал (heater) — 150ma(12,6v) или 300ma(6,3v) Анод (Anode) — 10ma. Индикация и коммутация — 200ma.
Итого минимум:
Обмотка 6,3v — не менее 1,2A Обмотка 260-300v — 30ma
С запасом:
Обмотка 6,3v — не менее 1,8A Обмотка 260-300v — 50ma
Совет:
Ни в коем случае не используйте транформаторы «перевертыши» для питания. Крайне негативно сказывается на звуке и фоне. Трансформатор берите с запасом, т.к работа на пределах оборачивается — перегревом. Быстрее рассыхается изоляция, что тянет за собой неприятности и потраченное время. Желательный запас по питанию ~ 20-25%. Бывали случаи когда из-за питания проявлялся очень сильный фон в звуке.
Блок питания
В ходе долгих исследований, пришел к выводу, что питание накала (для hi-gain) усилителей обязательно должно быть стабилизированным, выпрямленным. Для своего предусилителя, я использовал блок питания на основе регулируемого стабилизатора напряжения Lm317T.
Компоненты
Все компоненты покупал в интернет магазине (в Канаде). Хотя по большому счету, не важно где они куплены и у кого, главное придерживаться простых правил: 1. Конденсаторы электролитические noname и «совсем китай» — не брать. (Советую фирмы типо Nichicon, Jamicon, Hitano, Vishay, Silver mica, Sprague.) 2. Нэ экономьте денег на проводах. Для коммутации и тембр. блока советую наш МГТФ, для силовых частей (питания) -можно использовать МГШВ. 3. В hi-gain предусилители и усилители не ставьте керамические конденсаторы. Чаще всего они вносят в звук «звон». Советую использовать Silver mica или наши, советские слюдяные конденсаторы (Очень хороши СГМ, КСО). 4. Проходные (конденсаторы по анодной цепи) и в катодные цепи лучше всего использовать с пленочным или полистироловым диэлектриком.(Очень хороши Wima, Rifa, Epcos). 5. Ну и конечно же все брать с запасом по напряжению 20-25%.
Лампы
Абсолютно любые 12ax7. Лично я, предпочитаю 12ax7 EH для плотного, средне читаемого перегруза. 12ax7 Tung Sol для чистого канала или в миксе с EH для большей детализации в районе высокой середины и высоких частот на перегрузе.
Печатные платы и технология их изготовления
Сказать честно? Всю ламповую технику желательно изготавливать на turret board.Но в силу того, что мы изготавливаем не hi-end — сойдут и старые добрые печатные платы на основе фольгированного текстолита. Для ламповых схем я использую односторонний, полутора миллиметровый текстолит, с самым толстым слоем медной фольги. Как правило заготовку (трафорет) печатной платы распечатываю на прозрачной пленке. Зачищаю мелкой наждачкой текстолитовую пластину с фольгой, мою с мылой под проточной водой, обезжириваю, вытираю — насухо. Распыляю на поверхность равномерным слоем POSITIVE 20 и укладываю в темное место сушиться. Через часов 5-7 укладываю трафарет и засвечиваю через плексигласовое стекло 150 ваттным галогеновым прожектором 1,2-1,5 часа.
Далее развожу 7г гидроокиси натрия на литр теплой воды, перемешиваю. Кидаю туда нашу засвеченную плату и мешаю воду чтобы активнее происходило растворение засвеченного фоторезиста. В простонародии -проявляю плату.
Далее берем лоток, заливаем кипятком, кидаем хлорное железо и вытравливаем плату. По окончанию процедуры, сверлим отверстия и проводим сеанс запаивания элементов.
Сборка в корпуcе и советы по настройке
Размечаем места под установку «стоек» для крепления платы. Просверливаем отверстия и закрепляем стойки. Начинаем сборку. Как правило я начинаю сборку с тембр блока, так как предпочитаю его запаивать частично навесом. Провода, как правило старайтесь скреплять стяжками.
Простые правила по сборке:
Не скрепляйте в один пучок сигнальные и силовые провода, иначе не избежать проблем с фоном. Цепи накала ламп старайтесь проводить «косичкой». Сетки ламп, всегда ведите в экранированных проводах. Входные и выходные провода требуют экранировки. Входной разъем (сигнальный контакт) при не воткнутой гитаре, желательно заземлить. Сводите земли в одно место на корпусе. Следите, чтобы не образовывалось земляных петель. Контакты накала через 100омные резисторы (0,5w) запаять на земплю. Все приведенные «рецепты», при правильно разведенной плате и сборке без ошибок -дают тихий усилитель и звук радующий ваши уши. Всем спасибо.
P.s
Надеюсь не сильно Вас уморил длинной статьей. Возникнут вопросы — пишите. Чуть не забыл… Тайна заключалась в том, что новое — хорошо забытое старое. Krankenstein оказался 90% копией маршала, c почти не заметными изменениями в предусилителе и оконечником на 6L6 WGC.
Ссылки
Архив со схемами и печаткой сделанной в sprint layout 5 Видео (Distortion chanel) Играл и записывал — друг. Видео (Clean chanel) Аудио Писал в линию. Карта Focusrite saffire.
Основные функции панели управления
Современный гитарный усилитель обладает достаточно сложной панелью управления с большим количеством регуляторов. Основные из них три:
- уровень громкости;
- степени перегруза (если этот эффект встроен);
- частоты звучания (их может быть несколько: bass, treble, middle).
Используя регуляторы, вы можете настроить звук по своему вкусу: сделать его мягче, изменить тембр инструмента или задать значительную степень перегруза. Лучше всего выбирать усилители, в которых предусмотрены все перечисленные возможности настройки.
Темброблок низких и высоких частот
Эквалайзер – пассивная схема с характерным включением. Она вносит затухание чуть более 20 дб, что компенсируется достаточно большим усилением усилители мощности (40 дб вместо обычного 26 дб). Компоненты были подобраны для этой конкретной конструкции и характеристики можно увидеть на графике.
Полезное: Модуль датчика удара или вибрации в сигнализацию авто
АЧХ темброблока НЧ-ВЧ
Конечно, частотный диапазон начинается чуть выше 100 Гц, но для гитары это нормально. Также можно сделать второй вход, без темброблока – напрямую на УНЧ. Конденсатор 470n следует подобрать по вашему вкусу: такое значение обеспечивает передачу полного диапазона, но за счет меньшего значения этой емкости ограничивает низкие тона, это дает больше мощности в верхнем диапазоне. Хорошо было бы поставить там фильтр низких частот, потому что спад всего 6 дб на октаву излишне нагружает динамик.
Фото корпуса УНЧ
Самодельный комбик с питанием от аккумуляторов
Корпус сделан из доски толщиной 10 мм. Выглядят лучше, чем фанера, не говоря о плитах МДФ и им подобных. Небольшой размер – 20х20х15 мм. Все это покрашено тонким слоем так называемого “бархатного” лака. Вокруг плиты используются экранирование алюминиевой фольгой, к которой подключены также корпуса потенциометров. Перед привинчиванием динамика накладываем на него тонкую ткань, которую потом подрезаем. Сзади находится обычное гнездо аудио входа, там же выведено питание для БП. Выключатель питания находится в регуляторе громкости.
Входной каскад JFET
Входной каскад представляет собой предварительный усилитель JFET на базе УНЧ Class-A с высоким входным сопротивлением и средним выходным. Предусилители JFET стали очень популярными в гитарных схемах, потому что они просты, легки в сборке и способны передавать теплые тона.
D3 и D4 — стабилитроны 5,1 В и мощностью 1 Вт. Они представляют собой защиту от импульсных перенапряжений от статических разрядов, фиксируют входной сигнал, если уровень превышает ± 5,1 В. Они не являются обязательными. Деталь 1N4733A здесь используется из-за ее легкой доступности, но любой стабилитрон 5.1V 1W, такой как BZX85 5.1V, может заменить его.
R1 определяет входное сопротивление и связывает затвор JFET с землей. Значение резистора не критично, от 100 кОм до 2 МОм будут работать. R2 — резистор истока, он определяет ток смещения ID через полевой транзистор, а R3 — резистор нагрузки стока.
В этом идеальном смещении средней точки, усиление ограничено значениями RD и RS, которые, в свою очередь, ограничены внутренними характеристиками JFET. Значения RD и RS могут быть настроены на слух, для получения наилучшего звука.
Какие эффекты можно создать
Многие усилители способны создавать звуковые эффекты, которые необходимы для студийной записи или репетиций дома. Чаще всего их два: чистый звук (похожи на акустическую гитару) и оредрайв (придает инструменту роковое звучание с перегрузом).
Переключатель с одной эффекта на другой чаще всего расположен весьма неудобно, поэтому лучше всего приобрести дополнительно гитарный процессор. Он представляет собой педаль, при помощи которой вы сможете менять настройки звука прямо во время игры. С его помощью можно получить еще больше эффектов.
На какие категории делятся усилители
По своему устройству гитарный усилитель может быть двух типов:
- комбо;
- стэк.
Первые представляют собой единую коробку, в которой размещается и аудиосистема, и преобразователь сигнала. Как правило, комбоусилители обладают невысокой мощностью. Однако среди них большое количество вариантов, способных на выдачу качественного звука. Стэки относятся к профессиональному оборудованию: в них колонки располагаются отдельно от самого усилителя.
Если вы приобретаете оборудование для репетиций дома, то достаточно купить комбо. Для выступлений и студий звукозаписи больше подходят стэки. Они значительно дороже, но выдают качественный звук. Покупать их для дома бессмысленно, так как они показывают свои возможности только при уровне громкости в половину от номинальной. Например, если заявлено, что гитарный усилитель способен выдавать мощность 100 Вт, то увидеть все его положительные качества вы сможете при громкости 50 Вт.
