Ламповый SE усилитель на лампах KT88, 6550, KT90, 6П3С, 6П44СМ

Всем датагорцам и гостям привет! Пришла пора поделится с вами моим очередным проектом. Еще во время работ по восстановлению проигрывателя «Вега ЭП-110 Стерео» возникла у меня мысль сделать самодельную вертушку, используя некоторые узлы от заводских аппаратов. С каждым днем эта мысль все крепла, и вот, наконец, я приступил к ее реализации. Эта статья будет посвящена, наверное, самому важному узлу проигрывателя — тонарму.

Содержание / Contents

• 1 Материалы, которые понадобятся для техобслуживания механики
• 2 Разборка тонарма 2.1 Особенности демонтажа микролифта

Камрад, здесь железо для этого проекта

Шелл Technics 1200

Хорошие провода для тонарма

Черные винты под шестигранник, разный калибр

Цифровые штангены 150-300мм, нержавейка

Чертежи всех изготавливаемых элементов и деталей см. в подвале статьи.

Когда я ремонтировал свою Вегу мне пришлось в качестве доноров приобрести несколько подобных аппаратов в разной степени убитости. Но, удивительно, что в обоих были практически целы тонармы. И я подумал: «не пропадать же добру!». В общем, из деталей этих двух тонармов я буду собирать один, доводить его до идеала, а потом еще ожидается его глубокая модернизация. Но, обо всем по порядку.

↑ Исходная схема

Понравилась мне такая схемка, под неё приобрел пару ламп EF80:

Схему спаял быстро, а на питании замедлился. Начал искать, какой бы силовик поставить. Нашел транс с какого-то медоборудования. Покрутил, разобрал, отмотал вторичку, рассчитал сколько нужно витков, чтобы сделать из него анодный транс. Намотал, собрал, замерил напряжение ок. 300В переменки или 300 х 1,4 = 420В
постоянки. То, что надо!

↑ Материалы, которые понадобятся для техобслуживания механики

1. Уайт-спирит.

2. Спирт изопропиловый (изопропанол)

3. Смазка ХАДО Восстановительная. Данная смазка содержит ревитализант, который восстанавливают первоначальную геометрию обрабатываемого узла.

В качестве замены можно использовать смазку ХАДО Ремонтная. Она обладает такими же свойствами, но используется при более значительном износе деталей.

Категорически не рекомендуется использовать подобные смазки сторонних производителей. 4. Автомобильное синтетическое масло 5W40. Здесь никаких предпочтений нет, берите, какое есть под рукой. У меня вот были остатки Repsol

5. Часовое приборное масло. Лучше всего подойдет синтетическое НИИЧП-НС-6П, но можно использовать и минеральное 6. Смазка демпферная ПМС 250 000. Трудновато найти с такой вязкостью, просто так в магазине не купишь, но на сайтах объявлений встречается

7. Смазка демпферная ПМС 60 000. С этим проще, продается практически в любом радиомагазине или на рынке

Галерея

Несколько фотографий с разных этапов постройки усилителя.

Рис. 30.

Силовой трансформатор

Рис. 31.

Силовой и накальный трансформаторы в сборе

Рис. 32.

Дроссель и панельки кенотронов в сборе

Рис. 33.

Прокладка цепей накала

Рис. 34.

Корпус усилителя

Рис. 35.

Усилитель, вид сверху

Рис. 36.

Усилитель «изнутри»

Рис. 37.

Усилитель с установленными лампами, вид сверху

↑ Разборка тонарма

Итак, для начала, давайте познакомимся с пациентом. Вот он. Это так называемый «высокий» тонарм. Он ставился на столы Unitra G602. Еще были «низкие» тонармы, которые ставились на Unitra G602С (С1). Такой «низкий» стоит на моей Веге ЭП-110. Хотя на одном из моих доноров на столе G602 С1 стоял именно «высокий». В общем, черт ногу сломит с этими Вегами и Унитрами.
Подвергаем пациента полной разборке до последнего винтика. Разбирать тонарм настоятельно рекомендую над куском белой ткани, потому что шарики из опоры вертикальной оси гарантированно разлетятся. Для справки: их должно быть 12 штук, диаметр 2,4 мм.

В итоге жертва предстает в таком виде: Отправляем все это добро (кроме трубки и шелла) в банку с уайт-спиритом. Замачиваем на несколько часов для удаления остатков всех возможных смазок и загрязнений. Время от времени потряхиваем банку для лучшего вымывания.

↑ Особенности демонтажа микролифта

Учитывая, что мой тонарм будет подвергнут глубокой модернизации, заранее следовало подумать о реализации микролифта. Тут возможны два варианта. Ох уж эти Унитры…

Более ранний вариант (1) представляет собой вращающийся демпферный диск. На нем имеется выступающая площадка с изменяющейся высотой. При срабатывании магнита проволочная тяга поворачивает диск, и площадка смещается, поднимая шток микролифта.
Поздний вариант (2) имеет более простую конструкцию. Здесь металлическая пластина выполняет роль рычага. При срабатывании магнита пластина действует, как коромысло, и сама непосредственно давит на шток микролифта.

Несмотря на значительную простоту второго варианта, для моей реализации он абсолютно не подходит, а вот первый вариант вполне должен быть работоспособен. К счастью, на одном из моих донорских столов стоит именно такой микролифт. Некоторую трудность будет представлять процесс демонтажа этого демпфера с родного стола, т. к. он к нему приварен. Можно, конечно, просто снять сам демпфер с кронштейна, но мне нужен крепежный кронштейн тоже. Поэтому придется немного побороться с родным столом. Но при помощи ручного гравера и такой-то матери все удалось решить без особых проблем.

Разбираем его и отправляем в банку с уайт-спиритом в компанию к остальным деталям тонарма. Кстати, внутри этого демпфера между двумя металлическими дисками находятся 6 шариков, точно таких же, как и в подшипнике вертикальной оси тонарма. Таким образом, их уже стало 18 шт. Не потеряйте!

Итак, после нескольких часов в уайт-спирите все остатки смазочных материалов и прочих загрязнений растворились и исчезли без следа. Достаем детали и промываем их от уайт-спирита в изопропиловом спирте. Особенно следует уделить внимание чашке, по которой катаются шарики. Берем ватную палочку, смачиваем в спирте и тщательно протираем дорожку.

↑ Наладка и окончательная схема

Первое включение, подача сигнала и усилок запел. Это радует!!! Теперь нужно ввести выходные лампы в режим. Выставил 80 мА (между анодом и выходным трансформатором) вращением подстроечника 47 кОм. Подключил осциллограф, а он мне выдает что срезан нижний порог синусоиды. Решил избавиться от этого недостатка, хотя на слух не слышно.
Начал уменьшать напряжение на смещение — стало хуже, вернул на 60В. Начал проверять все контрольные точки и подстраивать в нужное значение. Пришлось много потрудиться, чтобы сделать все правильно. Но оно того стоит, усилитель еще ярче запел и исчезла ступенька в показаниях осциллографа, синусоида стала ровная, красивая.

Большое спасибо согражданам-датагорцам, помогли мне и направили мои размышления в нужное русло. Вот внесенные мной изменения:

Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.

↑ Прикатывание подшипников

После этого готовим рабочую смесь для прикатывания подшипников. Смешиваем смазку ХАДО с автомобильным синтетическим маслом 5W40 в соотношении 1:1. Признаюсь честно, я не знаю для чего это нужно. Возможно, чтобы снизить вязкость смазки ХАДО, или сделать ее более проникающей, или обеспечить более щадящий режим обработки деталей. Это не мое изобретение, так было описано в статье, откуда я почерпнул идеи по ремонту тонарма. Итак, приготовленная смесь имеет консистенцию сметаны и выглядит вот так:

Закладываем полученную смесь в чашку не жалея, вкладываем шарики. Далее аккуратно вставляем вертикальную ось, следя за тем, чтобы шарики не выпали.
Нижний конец оси зажимаем в патроне шуруповерта и начинаем прикатывать подшипник. Вперед-назад, на разных оборотах. Надо давать небольшой натяг при этом, но не сильный. Также необходимо стараться центрировать ось, в качестве ориентира я использовал отрезок бамбуковой шпажки

Делать это все очень желательно над белой тканью, высоко не поднимая. Смотрите, чтобы шарики не вылетели.

Время от времени надо протирать и осматривать конус. Когда на нем станет видна ровная гладкая блестящая полоска необходимо остановиться.

Дальнейшее прикатывание может привести к износу конуса. Остальные подшипники прикатываем аналогичным образом — каждый конус к своему подшипнику. Конус оборачиваем изолентой в 1 слой, зажимаем в шуруповёрте и прикатываем подшипник. В подшипники, естественно, закладываем нашу смазку.

Результат должен быть примерно таким. Ну и все три конусных винта после прикатывания.

После этих процедур все детали снова тщательно промываем последовательно в уайт-спирите и спирте. Особое внимание следует уделить очистке малых подшипников, они неразборные, а смазка позабивается во все щели и пустоты. Поэтому тщательно промойте шарики в этих подшипниках, повращайте их зубочисткой, продуйте.

↑ Сборка подвижной части тонарма

После того, как вся смазка будет вымыта, можно приступить к сборке подвижной части тонарма. Первоначально собираем все без смазок, насухую. Чтобы шарики не вывалились из чашки во время сборки можно вставить снизу что-нибудь цилиндрическое подходящего диаметра или немного вставить саму вертикальную ось и затем заложить в образовавшееся пространство шарики

Винты не затягиваем полностью, пока только наживляем, чтобы конструкция не разваливалась. Затем капаем в каждый подшипник по капле часового масла и затягиваем все винты. Сила затягивания винтов и люфты тонарма выставляются по правилу ¼: винты затягивается до появления первых признаков сопротивления вращению, после чего поворачиваются в обратном направлении на ¼ оборота. Результат получается вот таким

На этом техобслуживание механики можно считать законченным, переходим к доработкам…

↑ Корпус и элементы дизайна

Пришло время полету дизайнерской мысли. Идеи роятся в голове, а мозг фильтрует и выбирает реальные и доступные. Для шасси взял текстолит, вырезал, просверлил отверстие для крепления в корпусе.

Корпус взял из отработанного медицинского оборудования фирмы Olympus.

Внутренности все выкинул, они не пригодны для использования в ламповых конструкциях. Не спешите отмахиваться от медоборудования, это очень удобное сырье для конструкций.

Нашел тонкий лист алюминия, вырезал, обработал, отшлифовал, прикрутил сверху — под лампами, блестит красиво. Рядом, слева и справа металлические «ограждения» — это мебельные ручки высокого качества.

В ручке громкости просверлил отверстие и вставил на клей маленький светодиод, а подсоединил тонким и очень гибким проводом, он тоже из недр того медицинского аппарата.

Крышку для выходных трансформаторов сделал из текстолита и покрасил в цвет корпуса.

Что делать на передней панели никак не мог придумать, ведь на ней очень много ненужных отверстий. Решил вставить стекло, а за стеклом разместить индикатор уровня взятый с «Маяка». Чтобы не было видно внутренностей усилка стекло взял темное. Нашел схему подключения индикатора:

Сделал для него стабилизированное питание, работает и красиво дрыгается под музычку. Сигнал решил взять со входа, чтобы видеть какой мощности сигнал поступает на усилок. Включил генератор на 1000Гц и подал 0,9В на вход, а переменными резисторами подстроил так, чтобы индикатор показывал все зеленные сегменты. Наладка индикатора закончена.

↑ Узел регулировки тонарма по высоте

Как известно, штатная конструкция тонарма Unitra подразумевает жесткое крепление его на шасси ЭПУ и не имеет возможность подстройки по высоте. Я же хотел иметь в своем проигрывателе такую возможность, поскольку далеко не всегда при жестком креплении тонарма удается получить требуемый угол VTA. Готовых решений для такого функционала я найти не смог, поэтому пришлось придумывать все самостоятельно с нуля. Идею конструкции мне подсказало подобное устройство, которое было разработано компанией JELCO для своих тонармов Называется эта приблуда Jelco Easy VTA и стоит на eBay более $200. Вот так-то…
Итак, для реализации задумки необходимо изготовить несколько дополнительных деталей

На рисунке: 1 — основание, 2 — шток, 3 — опора, 4 — втулка

Для лучшего эстетического вида (на мой вкус) основание, а также еще некоторые детали, о которых речь пойдет далее, я отдал на гальваническое покрытие в черный цвет. Алюминиевые детали подверглись анодированию, а стальные — химическому оксидированию. Конструкция собирается следующим образом: к опоре 4 тремя винтами М3 крепится бронзовая втулка 4, к основанию 1 снизу аналогично крепится шток 2. При монтаже штока следует ориентировать его определенным образом — лыску на опорной шайбе следует располагать в направлении отверстия для микролифта. Чтобы все было по фен-шую, шток следует крепить только черными винтами ?. Вот такими:

Выглядеть должно примерно так:

Далее сверху к основанию крепится поворотный узел тонарма: Собранное таким образом основание вставляется штоком во втулку. На штоке имеется фрезерованный паз, а во втулке — стопорный винт. Данный паз предотвращает осевое проворачивание основания относительно опоры. Для регулировки высоты, как и в Jelco Easy VTA, я применил микрометрический винт

Его можно купить, хотя это и не самый продаваемый товар, или достать из старого (или нового) микрометра. В итоге собранная конструкция имеет вот такой вид:

После сборки выяснился небольшой недостаток конструкции — при опускании основания никаких проблем нет, а вот при подъеме происходит некоторое подклинивание штока во втулке. Это, видимо, связано с тем, что в конструкции отсутствуют дополнительные направляющие. Возможно, в будущем я их добавлю, а пока оставлю все, как есть. Кроме того, если при подъеме тонарма слегка надавливать на винт в направлении от центральной оси, то в целом подъем идет нормально.

По мотивам Нобу Шишидо. Двухтактный усилитель на КТ88

https://www.lonica.org/documents/electronics/YT7890IE/2012-shishido-amplifier/ru/body.htm#P00-0100

Эту схему двухтактного усилителя, входной и драйверный каскад которой выполнены по мотивам этой гения звука Нобу Шишидо (WAVAC audio lab), придумал известный разработчик ламповой звукотехники Михаил Брон, идеи и дельные замечания которого помогли мне воплотить это проект, за что ему большое человеческое спасибо!

Статья откорректирована в 2016м году: исправлены найденные ошибки.

↑ Микролифт

Следующий узел, над которым предстоит поработать, — это микролифт. И если непосредственно шток микролифта и втулка останутся без изменений, то устройство толкателя необходимо немного доработать. Во-первых, после мойки необходимо собрать демпфер. В разобранном виде он выглядит так:

Здесь же на рисунке показана новая деталь (пластина вверху по центру), которую необходимо изготовить. Она будет служить крепежным элементом для толкателя. Итак, наносим на нижнюю пластину смазку ПМС 60.000, вставляем в центральное отверстие винт и надеваем на него пластиковый диск. В отверстия диска укладываем шарики. На нижнюю поверхность верхнего диска также наносим ПМС 60.000 и надеваем его на винт:

Сверху надеваем на винт рычаг, причем загнутый флажок на рычаге должен попасть в прорезь на нижнем диске:

Далее устанавливаем пластиковую втулку с наружной пружиной, затем внутреннюю пружину и затягиваем гайку на винте. Усилие затягивания определяем по плавности движения демпфера. При натягивании пружины верхний диск должен плавно без рывков возвращаться в исходное положение. Гайку на винте фиксируем каплей краски. Собираем шток микролифта:

Вначале надеваем на тонкий конец штока стопорную шайбу, затем наносим на шток смазку ПМС 250.000, вставляем шток во втулку, надеваем на толстый конец пружину и вторую стопорную шайбу. Готово! При монтаже втулки в поворотном узле располагаем ее тонкой частью штока вверх. Надеваем на шток пластиковый наконечник, вставляем втулку в отверстие и фиксируем ее стопорным винтом на такой высоте, чтобы опорная площадка трубки при поднятом штоке располагалась горизонтально.

Далее закрепляем снизу на основании узла вертикальной регулировки крепежную пластину тремя винтами М3, к ней крепим угловой кронштейн и к нему уже сам поворотный демпфер. Выставляем демпфер таким образом, чтобы нажимная лапка демпфера располагалась точно под штоком микролифта.

Здесь выявилось еще несколько косяков:
1. Незначительный и легко устранимый.
В штатном ЭПУ демпфер закреплен относительно опорной плоскости поворотного узла тонарма на уровне -1,5 мм (толщина шасси ЭПУ). У меня же эта величина составила -8 мм (толщина основания узла вертикальной регулировки). Поэтому нажимная лапка демпфера не достает до штока. В этой связи необходимо будет сделать некий удлинитель штока, но это отложим на потом…
2. Более серьезный и требующий серьезной доработки узла.
Дело в том, что весь поворотный демпфер оказался расположен между основанием тонарма и опорой и теперь степень опускания тонарма ограничена тем моментом, пока демпфер не упрется в нижнюю опору. К счастью, в опоре можно вырезать мешающий сегмент, и величина опускания увеличится на толщину основания. С другой стороны, максимальная высота подъема также стала теперь ограничена, т. к. крепежная пластина демпфера выступает за габариты основания и при некотором подъеме неизбежно упрется изнутри в верхнюю панель корпуса. Остается надеяться, что имеющегося диапазона регулирования высоты будет достаточно. Но это мы узнаем только после монтажа тонарма в корпус…

Механические чертежи

Размещение элементов усилителя. Вид сверху

Рис. 14.

Размещение элементов усилителя. Вид сверху

Размеры и размещение элементов усилителя. Вид сзади

Рис. 15.

Размеры и размещение элементов усилителя. Вид сзади

Верхняя монтажная панель

Рис. 16.

Верхняя монтажная панель

Нижняя панель. Вентиляционные отверстия

Рис. 17.

Нижняя панель. Вентиляционные отверстия

Расположение деталей блока питания. Вид сверху

Рис. 18.

Расположение деталей блока питания. Вид сверху

Расположение деталей блока питания. Вид сбоку

Рис. 19.

Расположение деталей блока питания. Вид сбоку

Внутренние монтажные панели

Рис. 20.

Внутренние монтажные панели

Монтажная панель усилительной части

Рис. 21.

Монтажная панель усилительной части

Перегородка

Рис. 22.

Перегородка

Монтажная панель накального трансформатора

Рис. 23.

Монтажная панель накального трансформатора

Монтажная панель выпрямителя

Рис. 24.

Монтажная панель выпрямителя

↑ Собираем трубку

Едем дальше. Первым делом установим на трубку шелл. От штатного шелла я решил отказаться, потому что он очень тяжелый, да и внешний вид его меня совсем не устраивает. В качестве замены у наших китайских друзей был приобретен шелл Technics.

Как видно, он имеет контактные пины и разъем для стандартного байонетного крепления на современные тонармы. В нашем случае такое крепление совершенно ни к чему, поэтому без сожаления удаляем этот элемент

Вытачиваем новый фланец для установки шелла на штатную трубку:

Закрепляем новый фланец в отверстии шелла при помощи двухкомпонентного эпоксидного клея.

Прежде чем собирать трубку имеет смысл взвесить шелл с фланцем и трубку. Это нам понадобится в будущем при определении комплайенса головки и тонарма. В моем случае шелл весит 12,97 г., а трубка — 8,54 г. Кстати родной шелл с фланцем весит 23,24 г., т. е. более, чем на 10 г. тяжелее нового.

Как бы это не казалось странным, но правильно установить шелл на трубку довольно непросто. В этом нам поможет небольшое приспособление. Закрепим шелл жестко к куску ровной фанеры

Теперь вставим трубку во фланец и измерим расстояние от основания до трубки возле фланца при помощи импровизированного калибра (кусочек цилиндрической палочки). Получить требуемый диаметр можно намотав на палочку несколько слоев изоленты.

Очевидно, что для того, чтобы шелл был закреплен на трубке ровно, и плоскость шелла была параллельна плоскости изгиба тонарма, необходимо, чтобы расстояние от базовой плоскости до трубки на другом конце было равно такому расстоянию возле фланца. Поэтому устанавливаем наш калибр на другом конце шелла и затягиваем стопорный винт на фланце.

Теперь шелл установлен на трубке идеально ровно.

↑ Новая проводка тонарма

Следующим этапом сборки необходимо завести в трубку сигнальные провода. По случаю были приобретены новые провода. Протягиваем провода через трубку.
Для демпфирования трубки нарезаем небольшие кусочки (примерно 5×10 мм) вот такого материала:

Как он точно называется сказать не могу, вроде бы вспененный полиэтилен. Применяется в качестве упаковочного материала. При помощи тонкой палочки неплотно (8-10 кусочков) равномерно по длине заталкиваем их в трубку.

Далее припаиваем земляной провод к хвостовику.

И окончательно собираем трубку.

↑ Кронштейн горизонтальной оси тонарма

Важно!

При сборке поворотного узла я поторопился и установил кронштейн горизонтальной оси тонарма в рамку. В этом случае невозможно установить трубку вместе с проводами в этот кронштейн. Необходимо вначале надеть его на конец трубки, затем продеть через него провода головки, а также землю трубки от хвостовика, закрепить хвостовик и только потом трубку в сборе устанавливать в рамку вертикальной оси.
Последним этапом следует правильно закрепить трубку в кронштейне горизонтальной оси. Для этого устанавливаем тонарм на ровную поверхность. Я использовал все тот же кусок фанеры. Под трубку ставим какую-нибудь подставку подходящей высоты, на шелл крепим ровную палочку (или что-то подобное)

Затем отпускаем стопорный винт на кронштейне горизонтальной оси и поворачивая трубку добиваемся такого ее положения, при котором расстояние от опорной плоскости до противоположных концов палочки будет равным

Вот теперь трубка установлена абсолютно ровно. Аккуратно затягиваем крепежный винт.

Расчёт источника питания усилителя

Расчёт выпрямителя анодных напряжений (Блок «A»)

В качестве силового трансформатора был выбран трансформатор МЕ–225 фирмы ISO Танго.

Рис. 3.

Трансформатор МЕ–225

со следующими параметрами:

Напряжение на первичной обмотке (действующее значение) U1AC = 230V Паспортные напряжения на вторичных обмотках (действующие значения) U2AC = 400V–360V–0–100V–360V–400V (для питания анодных цепей используются отводы 360V). Номинальный ток анодной обмотки, протекающий через отвод 400V I2AC = 0.225A.

Паспортная мощность трансформатора (расчитанная по вторичным обмоткам):

P2 = 2 x 5.0V х 3.3A + 6.3V х 3.3A + 10V x 3.3A + 400V x 0.225A = 177VA

Расчёт потребляемой мощности анодных и накальных цепей

Анодная обмотка

ток покоя выходных ламп: 2 х 65мА = 130мА ток покоя драйверной лампы: 27мА ток покоя входного каскада: 3.8мА ток делителя смещения (bias) накала » верхней» лампы входного каскада: 2.5мА

Суммарный ток покоя (ток, протекающий через половину анодной обмотки трансформатора в течение полупериода): 130 + 27 + 3.8 + 2.5 = 163.3мА ( 164мА ).

Напряжение, приложенное к аноду кенотрона в течение полупериода: U2AC = 360V

Мощность, потребляемая с анодной обмотки: 2 х I2AC х U2AC = 2 х 0.164 х 360 = 118VA.

Накальные обмотки

ток накала кенотрона GZ34: 1.9A (два кенотрона – 3.8А) ток накала выходной лампы КТ88: 1.6А (две выходные лампы – 3.2А) ток накала драйверной лампы EL38: 1.4А ток накала входной лампы 6J5G: 0.3А (в расчёт принимается только одна «верхняя» лампа, поскольку накал «нижней» лампы запитывается от отдельного трансформатора)

Суммарный ток накальных обмоток: 3.8А + 3.2А + 1.4А + 0.3А = 8.7А.

Мощность, потребляемая с накальных обмоток: 5.0V х 3.8А + 6.3V x 3.2А + 6.3V x (1.4А + 0.3А) = 19 + 20.6 + 10.7 = 50.3VA.

Суммарная потребляемая мощность со вторичных обмоток трансформатора: Р2 = 118VA + 50.3VA = 168.3VA.

Особенности подключения трансформатора

Накальные обмотки 0–5V 3.3А запаралелены для питания накала 2х кенотронов.

Обмотка 0–5.0V–6.3V 3.3A с отводом от 6.3V используется для питание накалов «верхней» лампы входного каскада и драйверной лампы. Нижний по схеме вывод этой обмотки подключен к делителю напряжения, так что половина анодного напряжения входного каскада (постоянное смещение) «поднимает» потенциал накала этих ламп с целью убрать разность потенциалов между катодами и нитями накала.

Обмотка 0–6.3V–10.0V 3.3A с отводом от 6.3V используется для питания накалов выходных ламп.

Поскольку к «нижней» лампе входного каскада не подводится постоянное смещение, то для питания накала «нижней» лампы, а так же схемы задержки подачи анодного напряжения, используется отдельный накальный трансформатор Т2 266JB6 от Хаммонда.

Измеренное активное сопротивление одной половины анодной обмотки трансформатора = 41.3Ω (отвод 400V) или 37.2Ω (отвод 360V), второй половины – 43.3Ω (отвод 400V), или 39Ω (отвод 360V) можно считать среднее значение сопротивления половины анодной обмотки трансформатора RТР2 = 42.3Ω (отвод 400V) или 38.1Ω (отвод 360V).

Коэффициент трансформации (отношение числа витков первичной обмотки ко вторичной или отношение напряжения на первичной обмотке к напряжению на вторичной обмотке) для анодной обмотки 2 х 360V:

nР = UА / U2АС = 230V / ( 2 х 360V ) = 0.32.

Измеренное сопротивление первичной обмотки трансформатора RТР1 = 4.4Ω.

Приведенное ко вторичной обмотке сопротивление трансформатора RТР = RТР2 + RТР1 / nР = 90Ω.

Работа выпрямителя на статическую нагрузку

При отсутствии входного звукового сигнала, для выпрямителя усилитель является статической нагрузкой с потребляемым от источника питания анодным током IР = 164мА и накальным током IF = 8.7А.

Рис. 4.

Условная схема выпрямителя, работающего на статическую нагрузку

Падение напряжения на анодной обмотке трансформатора.

Потребляемый статический ток IР = 164мА, протекающий через половину анодной обмотки трансформатора с активным сопротивлением 90Ω / 2 приведёт к падению напряжения на ней, равному 0.164А х 45Ω = 7.4V. Поэтому напряжение UР, подаваемое на анод кенотрона, будет равно U2АС – 7.4V = 352V.

Падение напряжения на кенотроне.

Предполагается использовать два запараллеленных кенотрона, поэтому через один диод будет протекать только половина тока, т.е. 164 мА / 2 = 82мА. Для лампы GZ34 определяется из паспортных данных (см. рис 5) для тока 0.082А падение напряжения на одном диоде составит 13.5V.

Рис. 5.

Анодная характеристика кенотрона GZ34 (описание лампы (by Philips Data Handbook) взято с сайта frank.pocnet)

Таким образом суммарное падение напряжения на активном сопротивлении половины анодной обмотки трансформатора и кенотронах ΔU = 8V + 13.5V = 21.5V.

Прямое напряжение, приложенное к анодам кенотрона на холостом ходу выпрямителя UP0 = √2 х U2AC = √2 х 360V = 509V. До этого напряжения должен зарядиться первый конденсатор фильтра при отсутствии нагрузки.

Рабочее напряжение первого конденсатора фильтра должно быть примерно на 10% больше, чем расчётное напряжение, т.е. 509 + (509 х 0.1) = 560V (600V).

Поскольку анодная обмотка и первый конденсатор фильтра включены по отношению к кенотрону последовательно, то в момент отрицательного полупериода напряжения, приложенного к аноду (кенотрон заперт), катод кенотрона находится под положительным напряжением первого конденсатора фильтра Uс. Таким образом, между анодом и катодом кенотрона появляется удвоенное амплитудное напряжение вторичной обмотки (Peak Inverse Voltage) Uобр = 2 х UP0 = 2 х 509 = 1018V.

Амплитудное значение напряжения на катоде кенотрона:

UК = √2 x (U2AC – ΔU) = √2 x (360V – 21.5V) = 479V.

Амплитуда пульсаций напряжения на конденсаторе С1 ёмкостью 47μF:

UC1~ = Iвых / (2 x fC x C) = 0.164 / (2 x 50 x 47e–6) = 35V (p–p).

Выпрямленное напряжение на конденсаторе UС1 = UК – UC1~/2 = 479 – 35/2 = 461V.

При этом можно считать нагрузку выпрямителя активным сопротивлением RН = Uвых / Iвых = 461 / 0.164 = 2811Ω. (с учётом активного сопротивления дросселя – 40Ω нагрузочное сопротивление выпрямителя станет равным 2851Ω).

Расчёт индуктивного фильтра (Блок «B»)

Для дальнейшего снижения пульсаций использован индуктивный фильтр (см. рис 6), построенный на дросселе LC–3–350D фирмы ISO Танго со следующими параметрами:

L = 3Гн. IНОМ = 350мА IMAX = 450мА R = 40Ω

Рис. 6.

Индуктивный фильтр

Поскольку дроссель обладает активным сопротивлением, то напряжение на выходе фильтра (UC2) будет меньше входного напряжения (UС1) на величину IР х 40Ω. Для статической нагрузки 164мА это падение составит 6.6V, таким образом напряжение на конденсаторе С2 при токе нагрузки 164мА составит 454.4V.

Коэффициент фильтрации индуктивного фильтра КФ = 4 х π2 х f2 x L x C2, где

f – частота пульсаций фильтруемого напряжения (для двухполупериодной схемы выпрямителя частота пульсаций равна 100Гц). L – индуктивность дросселя, Гн. С – ёмкость следующего за дросселем, конденсатора (С2), Ф. показывает во сколько раз напряжение пульсаций на выходе фильтра меньше напряжения пульсаций на входе фильтра, т.е. КФ = UC1~ / UC2~.

Таким образом, для выбранного конденсатора С2 = 470μF, КФ= 4 х π2 х 1002 x 3 x 470e–6 = 556.6 и напряжение пульсаций на выходе фильтра UC2~ = UC1~ / КФ = 35 / 556.6 = 0.063Vp–p.

Рабочее напряжение конденсатора на выходе дросселя в силу незначительного напряжения пульсаций, может быть выбрано примерно на 5% больше выходного напряжения фильтра = 454.4V + 0.05 х 454.4V = 477V (представляется возможным использование конденсатора со стандартным рабочим напряжением 550V).

Дополнительная фильтрация пульсаций может быть достигнута фильтром — пробкой, состоящим из дросселя L1 и подключенного параллельно ему конденсатора С3. Если вход и выход дросселя фильтра шунтировать конденсатором, то получится паралельный резонансный контур (резонанс токов), имеющий для резонансной частоты максимальное сопротивление. Такой контур можно рассчитать для резонансной частоты 100 Гц исходя из следующего условия:

Условие резонанса токов: YC = YL (где Y — проводимость) откуда ωC = 1/ωL, откуда ω = 1/√(LC). При том, что ω = 2πf, получаем f (100 Гц) = 1/(2π√(LC)). Для индуктивности дросселя 3 Гн значение шунтирующей ёмкости будет равным: Cш = 1/(L x (2 x π x f)2) = 1/(3 x ((2π x 100)2)) = 0.844μF (выбрано стандартное значение 0.82μF).

Минимальное значение тока, протекающего через дроссель: IМИН = 2 x √2 x UC2 / (6 x π2 x f x L) = 2 x √2 x 461V / (6 х π2 х 100 x 3) = 73мА. Если величина потребляемого нагрузкой тока меньше этого минимально допустимого значения, то сглаживающий конденсатор, включенный после дросселя будет заряжаться импульсами напряжения до амплитудного значения напряжения на катоде кенотрона под нагрузкой (т.е. до 479V).

Расчёт гасящих резисторов для анодных напряжений каскадов усилителя (Блок «B»)

Расчётное значение анодного напряжения выходного каскада усилителя UB1 = 452V при токе IB1 = 130мА.

Заданное значение анодного напряжения драйверного каскада усилителя UB2 = 320V при токе IB3 = 27мА, таким образом, величина гасящего резистора будет равна (UB1 – UB2) / (27мА + 4мА + 3мА) = 3.9кΩ. Рассеиваемая мощность на этом резисторе будет равна (UB1 – UB2) х (27мА + 4мА + 3мА) = 4.5W

Заданное значение анодного напряжения входного каскада усилителя UB3 = 250V при токе IB3 = 4мА, таким образом, величина гасящего резистора будет равна (UB2 – UB3) / (4мА + 3мА) = 10кΩ. Рассеиваемая мощность на этом резисторе будет равна (UB2 – UB3) х (4мА + 3мА) = 0.5W

Заданное значение тока через делитель напряжения смещения I = 3мА, поэтому величина общего сопротивления делителя будет равна UB3 / 3мА = 83кΩ.

Расчёт цепи задержки подачи анодного напряжения (Блок «С»)

Постоянная времени цепи задержки τ = C x (R1 x R2 / (R1 + R2)).

при значениях С = 100μF, R1 = 470кΩ, R2 = 680кΩ имеем τ = 28 секунд.

Расчёт выпрямителя фиксированного сеточного смещения (Блок «D»)

Диапазон изменения UBIAS = {–35 … –70}V, т.е. падение напряжения на резисторе, регулирующем сеточное смещение, составит 30V.

Входное переменное напряжение выпрямителя U~ = 100V.

Выпрямленное напряжение U= = √2 х 100V – U диода = 141V – 1.0V = 140V.

Резистор фильтра выпрямленного напряжения RF = 10кΩ.

Общий ток двух делителей I0 = 6мА, поэтому падение на резисторе фильтра UR = 10кΩ x 6мА = 60V.

Таким образом, напряжение, подаваемое на два делителя, U0 = √2 x 100V – Uдиода – UR = 141 – 1.0 – 60 = 80V, а общее сопротивление одного делителя R = U0 / (I0 / 2) = 80V / 3мА = 27кΩ.

Ток через каждый делитель I1 = I2 = 6мА / 2 = 3мA.

Нижний по схеме резистор делителя выбирается из условия ограничения нижнего значения напряжения смещения –35V: 35V / 3мА = 11.7кΩ (используется стандартное значение 12кΩ, при этом нижнего значения напряжения смещения составит –36V).

Потенциометер делителя должен обеспечивать изменение напряжения от 36V до 70V, поэтому падение напряжения на нём составит 70V – 36V = 34V, что при токе 3мА определит его сопротивление равным 34V / 3мА = 11.3кΩ. (использован потенциометр на 10кΩ, при этом диапазон регулировки напряжений сеточного смещения составил 10кΩ х 3мА = 30V).

Верхний по схеме резистор делителя равен 27кΩ – (12кΩ + 10кΩ) = 5кΩ (выбрано стандартное значение 5.1кΩ).

Мощность, рассеиваемая на сопротивлении фильтра RF составит 10кΩ х 6мА2 = 0.36W.

↑ Хвостовик

В штатном исполнении на хвостовике устанавливается только груз противовеса. В моем исполнении на хвостовик еще будут установлены новый узел антискейтинга и статической балансировки тонарма. Конструктивно они выполнены как единый элемент

↑ О расчете компенсатора скатывающей силы

Подробно методика расчета компенсатора скатывающей силы приведена в [2]. Здесь же я приведу только основные моменты. Экспериментально установлено, что скатывающая сила равна: для сферической (конической) иглы
Fcc=0,1Gпр

;
для эллиптической иглы
Fce=0,15Gпр

,
где Gпр
— прижимная сила звукоснимателя, г (конечно, силу необходимо выражать в ньютонах, но для упрощения расчетов все действующие силы будем выражать в граммах). Таким образом, для прижимной силы 2 г

Fcc=0,1×2=0,2

г;
Fce=0,15×2=0,3
г.
Для определения массы груза воспользуемся уравнением моментов
Fc х Lэф = l х Gк

;
Gк = (Fc х Lэф)/l
,
где Gк
— масса груза, г;
Lэф
— расстояние от центральной оси до иглы (эффективная длина тонарма), мм;
l
— расстояние от центральной оси до точки приложения компенсирующей силы, мм. Примем
l=30
мм, тогда для эллиптической иглы

Gк=(0,3×220)/30=2,2

г.
Принимаем массу груза 2,2 г. и рассчитываем расстояния от оси до точек приложения компенсирующей силы для разных прижимных сил
Учитывая полученные значения, был изготовлен рычаг с насечками с шагом 7,5 мм. Для использования данного рычага при применении головки с конической иглой можно воспользоваться грузом с массой 1,47 г. В таком случае требуемая компенсирующая сила будет обеспечена для различных прижимных сил в тех же точках.

Таким образом, при монтаже нового узла антискейтинга необходимо обеспечить расстояние от вертикальной оси до первой засечки равным 15 мм. Устанавливаем узел на хвостовик, поворачиваем его таким образом, чтобы воображаемые оси рычага и вертикальной оси тонарма лежали в одной плоскости и затягиваем стопорный винт.

Последним этапом вкручиваем в боковое отверстие (справа, если смотреть в торец хвостовика сзади тонарма) рычаг статической балансировки.

Тонарм практически готов!

Перечень деталей усилителя

Механические элементы

Шасси: Hammond Chassis Walnut

Электромеханические элементы

Электроника

Камрад, здесь железо для этого проекта

Шелл Technics 1200

Хорошие провода для тонарма

Черные винты под шестигранник, разный калибр

Цифровые штангены 150-300мм, нержавейка