Single-Ended-Röhrenverstärker - Design. Einseitiger, hochwertiger Röhren-Leistungsverstärker. Einseitiger Röhrenverstärker mit Direktfilamentröhren

Ich mache die Fernsehzuschauer auf einen Artikel zum Thema Aufbau eines Single-Ended-Röhrenverstärkers aufmerksam. Vielleicht ist dies der einzige Artikel dieser Art hier. Meiner festen Überzeugung nach verdienen Single-Ended-Verstärker keine Aufmerksamkeit. Diese. Für mich existiert die Antwort auf die Frage, was einen Verstärker ausmacht. Der Artikel von Alexander Torres wurde fachkundig verfasst und hatte Verständnis für die Probleme und technischen Aspekte bei der Umsetzung eines so komplexen Projekts. Gegenüber einem Teil der als Udophile bezeichneten TV-Zuschauer beweist der Autor Hochkultur, die nur leicht sarkastisch zu erkennen ist. Meiner Meinung nach ist Alexanders Zurückhaltung und Toleranz gegenüber offensichtlicher Dummheit (über die Coolness eines 4-W-Verstärkers) jedoch übertrieben.

Zweistufiger Einzelzyklus bei 6SZZS ohne Rückmeldung. Es gibt viele Verstärker auf der Welt. Welches ist besser, welches schlechter – eine eindeutige Antwort gibt es nicht. Einige bevorzugen „leistungsstarke Operationsverstärker“ mit Transistoren oder Mikroschaltungen, andere bevorzugen nur Single-Ended-Operationsverstärker, andere fallen in Ohnmacht, wenn sie mindestens ein Halbleiterelement im Verstärker finden (auch wenn es nur eine Anzeige-LED ist – und versuchen stattdessen, eine Neonröhre zu installieren Glühbirne oder ein „grünes Auge“). Vier Personen werden umgedreht, wenn es parallele Lampen, Transistoren, Kondensatoren oder sogar Widerstände gibt, aber es stellt sich heraus, dass sie den Unterschied zwischen einem Transformator und einer Drossel nicht verstehen (ein realer Fall). Fünftens – der Versuch, alle Probleme durch die Wahl der richtigen Silberrichtung zu lösen Netzwerkkabel und das „richtige“ Lot. Der beschriebene Verstärker beansprucht nicht den Titel „Super-Duper“ oder „Alle Zeiten und Völker“. Mir ist durchaus bewusst, dass die 6SZZS-Lampe zwar gut, aber nicht die beste ist. Aber es war interessant, einen Verstärker zu entwerfen, der auf einigen der Konzepte basierte. Obwohl „das beste Konzept das Fehlen jeglichen Konzepts ist“ (C), paraphrasiert von A. Klyachin, wurden dennoch folgende Wünsche geäußert: 1. Auf Feedback verzichten, auch auf lokales. 2. Minimale Verstärkungsstufen. 3. Verzichten Sie auf Elektrolytkondensatoren im Signalkreis (außer denen am Netzteil – diese befinden sich auch im Signalkreis). Erhalten Sie eine ausreichend hohe Leistung für einen Single-Ended-Schaltkreis (15–18 W), um bei normaler Raumlautstärke eine ausreichende Überlastkapazität und eine geringe Verzerrung zu gewährleisten (4–5 W bei Akustik, mit einer Empfindlichkeit von 88–92 dB). Man kommt mit einem Minimum an Wickelprodukten aus, und diejenigen, auf die man nicht verzichten kann, sind möglichst einfach.

Die leistungsstarke Stabilisatortriode 6SZZS unterscheidet sich von den meisten anderen Trioden durch ihren enormen Anodenstrom. Aus diesem Grund wird der Bau transformatorloser oder OTL-Verstärker mit dieser Röhre sehr geschätzt. Leider hatte ich noch nicht das Glück, einen einzigen normal klingenden OTL zu hören, aber vielleicht habe ich in Zukunft Glück. Sein Nachteil ist jedoch neben der hohen Filamentleistung eine hohe thermische Trägheit und Temperaturinstabilität, insbesondere bei hohem Ableitwiderstand im Netzstromkreis. Dies zeigt sich darin, dass bei Verwendung einer festen Vorspannung (Abbildung unten links) aufgrund von Temperatur-, Spannungs- und großen thermischen Trägheitsänderungen - bei maximaler Ausnutzung der Lampe (d. h. nahe der maximalen Leistung an der Anode - 55-60 W ) wird häufig eine lawinenartige Selbsterwärmung der Lampe beobachtet. Es gibt viele Aussagen wie „Das ist alles Unsinn, ich habe es getan und nichts ist passiert.“ Aber in der Regel wurde entweder ein 6SZZS mit einer Anodenleistung von 40-45W verwendet, oder es war ein Loftin-White (direktgekoppelter Verstärker) oder „einfach Glück gehabt“. Es gibt auch Einzelpersonen, die diese Lampe mit halber Glühlampe und großer „Unterlast“ verwenden. Sie „verkaufen“ es auch nicht, aber ich wollte sie schon immer fragen: Warum braucht man 6SZZS? Es gibt viele andere Lampen.

Fairerweise muss ich sagen, dass ich auch auf Lampen mit fester Vorspannung (insbesondere 6SZZS-V) gestoßen bin, die selbst bei einer Leistung von 70-80 W an der Anode normal funktionierten, aber ich bin auch auf einige gestoßen, die „durcheinander geraten sind“. ” schon bei 50W. Ich habe eine einzigartige Lampe, die sich automatisch aufheizt, sobald die Leistung 63-64 W überschreitet. Selbst bei Verwendung des unten beschriebenen „Autofix“ ist diese Lampe in einen Strom von 1 Ampere „weggeflogen“, mit einer Vorspannung im Netz von minus 100 V! Daher wird am häufigsten die automatische Vorspannung verwendet (Abbildung rechts), die eine hervorragende Stabilisierung des Lampenbetriebsmodus bietet. Aber wie in der „Goldenen Regel der Mechanik“ gilt: Wir gewinnen an Stärke, wir verlieren an Distanz. Zusammen mit der Modenstabilisierung erhalten wir einen Widerstand in der Kathode, an dem eine hohe Leistung (ca. 20 W) abgeführt wird, und eine lokale Rückkopplung, zu deren Beseitigung der Widerstand mit einem großen Kondensator überbrückt werden muss. Bei einem 6SZZS, der mit 300 mA und 70 V Vorspannung betrieben wird, verbraucht der 230-Ohm-Widerstand 21 W. Und es erfordert einen Elektrolytkondensator, dessen Impedanz nicht mehr als 1/10 des Widerstands bei der niedrigeren Betriebsfrequenz beträgt. In diesem Fall sind es nicht weniger als 330 µF bei 100 Volt, besser ist es jedoch, 1000 µF bei 100 V in Kombination mit einem 1-10 µF Folienkondensator zu verwenden.

Welche anderen Optionen könnte es geben? Direkt gekoppelte Schaltungen und Abwärtsschaltungen können hilfreich sein, haben aber ihre eigenen Nachteile. Zu den Vorteilen einer festen Vorspannung zählen neben dem Fehlen eines Widerstands und Kondensators in der Kathode der Lampe auch das Fehlen von Verlusten (Erwärmung) dieses Widerstands und die einfache Einstellung der Vorspannung mit einem einfachen Trimmwiderstand mit geringer Leistung . Bei Auto-Bias kann der Ruhestrom der Lampe nur durch Ändern des Wertes des leistungsstarken Widerstands in der Kathode der Ausgangsstufe geändert werden.

Vor vielen Jahrzehnten wurde eine sequentielle Autobias-Schaltung erfunden. Der Unterschied zu herkömmlichen Autobias besteht darin, dass der Widerstand VOR dem Filterkondensator des Netzteils platziert wurde. Da der Spannungsabfall daran vom Strom durch die Lampe abhängt, kommt es zu einer Stabilisierung. Es ist nur notwendig, die konstante Komponente zu isolieren, weil Durch den Widerstand fließt ein pulsierender Gleichrichterstrom. Oleg Chernyshev (Jaroslawl) schlug vor, die Spannung vom Widerstand über eine Diode abzuleiten und so einen Spitzendetektor zu konstruieren. Dadurch konnte der Widerstand des Widerstands, die an ihn abgegebene Leistung (um etwa das Zwei- bis Dreifache) und die Welligkeit verringert werden der Vorspannung. Ich habe mich für eine leichte Erhöhung des Widerstandswerts des Widerstands und der an ihm abgegebenen Leistung auf 11-12 W entschieden (aber immer noch weniger als bei herkömmlicher automatischer Vorspannung), um die vom Widerstand abgenommene Spannung durch Hinzufügen eines Abstimmwiderstands zu erhöhen zur Rennstrecke. Infolgedessen weist die resultierende Schaltung die folgenden Vorteile auf: - das Fehlen eines Kathodenwiderstands und eines Kondensators, - einfache Einstellung des gewünschten Lampenstroms mit einem gewöhnlichen kleinen angepassten Widerstand. Stabilisierung des Modus, da es sich nicht um eine feste, sondern um eine automatische Vorspannung handelt (Ucm hängt vom Lampenstrom ab). Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Schaltung besteht darin, dass der Autofix-Widerstand zwischen Gleichrichter und Elektrolyt liegt und dadurch den Ladestrom des Kondensators sowohl beim Einschalten (InRush Current) als auch im Betrieb begrenzt.

Es gibt eine andere Möglichkeit – die Verwendung eines Stromtransformators, der im Wechselstromkreis installiert ist (in der Sekundärwicklung des Anodentransformators vor dem Gleichrichter. Es ist auch möglich, ihn in der Primärwicklung zu installieren). Dieses Schema reduziert die Leistungsverluste weiter Die Hilfsstromkreise erfordern jedoch eine stärkere Filterung der Vorspannung, was zu einer Selbsterregung des Stromkreises bei infraniedrigen Frequenzen führen kann (was ich in einigen Fällen beobachtet habe).

Es ist zu beachten, dass sowohl die Autofix-Schaltung als auch die Schaltung mit Stromtransformator bei der Herstellung eines Stereoverstärkers anstelle von Monoblöcken separate Anodenwicklungen und Gleichrichter für jeden Kanal erfordern. Lassen Sie uns mit der Überlegung fortfahren komplettes Schema Verstärker Die Ausgangsstufe ist nach der „Autofix“-Schaltung mit einstellbarer Vorspannung aufgebaut. Der Kaskadenbetriebsmodus beträgt 210 V an der Anode bei 0,28 A. Bei Bedarf können Sie ihn ändern, indem Sie den Widerstand in beide Richtungen verstellen (abhängig von der jeweiligen Lampe). Wenn sich die Vorspannung ändert, ändern sich sowohl der Strom als auch die Anodenspannung (aufgrund einer Änderung des Spannungsabfalls am Autofix-Widerstand). Der 1-Ohm-Widerstand im 6SZZS-Kathodenkreis dient zur Strommessung und kann nach dem Abgleich kurzgeschlossen werden (stört aber niemanden). Geteilte Ausgangstransformatoren – 4 Abschnitte der Primärwicklung (insgesamt 790 Windungen, 0,85 mm Draht), zwischen denen sich 3 Abschnitte der Sekundärwicklung (jeweils 36 Windungen) befinden, die mit Flachlitzen von großer Größe (2 Quadratfuß) umwickelt sind , mm) Querschnitt - dadurch war es möglich, ohne parallele Abschnitte auszukommen und auf Ausgleichsströme zu verzichten. Die Sekundärwicklung wird von einem Abschnitt abgegriffen, wodurch der Transformator in drei Abschnitten eingeschaltet werden kann auf verschiedene Arten, wobei man bei einer Last von 8 Ohm den Wert Ra - 0,43 kOhm erhält; 0,96 kOhm und 3,8 kOhm. Letzterer Wert hat kaum eine praktische Bedeutung (obwohl er völlig in das „Konzept“ von Yuri Makarov passt - Ra/Ri = 20-30), kann aber sowohl als Experiment als auch bei der Arbeit mit 4-Ohm-Akustik interessant sein . Der Widerstand von 430 Ohm ist auf den ersten Blick klein, aber andererseits „sollte das Ra/Ri-Verhältnis nicht größer als 4-5 sein, da sich die Dynamik der Kaskade verschlechtert und es zu nichtlinearen Verzerrungen kommt, wenn dieses Verhältnis überschritten wird.“ , leicht verringern (c) Anatoly Manakov.“ In Wirklichkeit hängt alles von den akustischen Systemen (AS) ab, wie bei vielen SEs ohne Rückmeldung Dieser Verstärker ist entscheidend für die Impedanzeigenschaften des Lautsprechers.

Der Kern des Ausgangstransformators ist ein „Doppel-C-Kern“ aus M5-Eisen, der Querschnitt des zentralen Kerns beträgt 18 cm², die Dichtung beträgt 0,3 mm. Der Transformator hat eine Induktivität von 4,5 H, der Gleichstromwiderstand der Primärwicklung beträgt 5,5 Ohm. Der lineare Magnetisierungsabschnitt des Transformators reicht bis zu einem Strom von 0,62 A. Bei vollständig eingeschalteter Sekundärwicklung liegt das Frequenzband des Transformators bei 9 Hz bis 75 kHz und der gesamte Verstärker bei 11 Hz bis 53 kHz (bei einem Pegel von -3 dB bei einer Spannung von 10 V und einer Last von 8 Ohm), der Ausgangsimpedanz beträgt ca. 2 Ohm, die Sinuswellenverzerrung (laut Oszilloskop) am Ausgang beginnt bei Leistung bei einer Last von 15-18W. Verstärkungsfaktor – 13.

Da das Ziel darin bestand, einen zweistufigen Verstärker zu bauen, muss die erste Stufe (Treiber) eine ausreichende Verstärkung und einen großen Spielraum im Ausgangssignalhub haben. Die verwendete 6E5P-Lampe, die von Anatoly Manakov für Audioanwendungen „entdeckt“ wurde, mit einer Stromversorgung von 350–400 V ermöglicht es Ihnen, ohne Ausgangsstufe den Ausgangssignalbereich von +120 V Spitze bis Gipfel.

Dies ist ungefähr das Doppelte des maximal möglichen Signals von +60-70 V pp, das von der Vorspannung der Ausgangsstufe abhängt. Diese Röhre kann als Tetrode oder als Triode angeschlossen werden. Im ersten Fall ist der Gewinn sogar zu hoch (100-130), im zweiten Fall reicht er dagegen nicht aus (30-40). In diesem Zusammenhang ist das sogenannte<ультралинейная>eine Tetroden-Verbindungsschaltung, bei der das zweite Gitter mit einem Teil der Anodenlast verbunden ist. Mit den im Diagramm angegebenen Werten hat diese Schaltung eine Verstärkung von 60-70, was für diesen Fall am besten geeignet ist. In A. Manakovs Originalschaltung gibt es identische Widerstände in der Anode und die Verstärkung beträgt 45-50. Die Treibervorspannung kann auf verschiedene Arten erfolgen: herkömmliche automatische Vorspannung (ein Widerstand von etwa 100 Ohm, der von einem 2000-uF-Kondensator an der Kathode überbrückt wird, während der Gitterwiderstand auf Masse liegt), feste Vorspannung durch eine Batterie im Gitterkreis usw die tatsächliche feste Vorspannung. Letzteres wurde gewählt, weil auf Kondensatoren in den Kathoden aller Lampen verzichtet werden musste. Woher die Spannung kommt (negative Quelle), spielt bei einer festen Spannung keine Rolle. Und da es keine gab, wurde im Treiber „Autofix“ verwendet. Hier sind die stabilisierenden Eigenschaften der automatischen Vorspannung nicht so wichtig, daher wird die Vorspannung so gewählt, dass sie für beide Kanäle gleich ist. Ähnlich wie das Netzteil der Endstufe trägt auch der Autofix-Widerstand im Treibernetzteil dazu bei, die Ladestromspitzen der Elektrolyte des Netzteils zu reduzieren.

Die Anodenstromversorgung der Eingangsstufe verfügt über einen 3-Stufen-Filter, der zunächst aus einem Autofix-Widerstand und dem ersten Elektrolytkondensator, dann aus einem Vorwiderstand und einem zweiten Kondensator und schließlich aus einer „elektronischen Drossel“ am Mosfet und einem besteht großer Elektrolytkondensator, der parallel zur Ausgangsstufe installiert ist und durch eine Folie überbrückt wird. Der Gleichrichter verwendet schnelle Dioden und Anti-Interferenz-Filter (Gleichtakt, im Diagramm nicht dargestellt), die das Eindringen von „Müll“ aus dem Netzwerk verhindern. Eine ähnliche „elektronische Drossel“ wird auch in der Anodenstromversorgung des Treibers verwendet. Die Glühfäden aller Lampen werden mit Strom versorgt Wechselstrom, um den Hintergrund zu reduzieren – alle Filamente werden um mehrere zehn Volt nach oben verschoben. Die LED in der Filament-Vorspannungsteilerschaltung dient zur Anzeige. Bei dieser Auslegung des Netzteils beträgt der Hintergrundpegel am Ausgang etwa 3 mV, was bei Lautsprechern mit einer Empfindlichkeit von 90 dB praktisch nicht hörbar ist, selbst wenn man „das Ohr in den Lautsprecher steckt“. Aus Versuchsgründen habe ich versucht, ohne Änderungen an der Stromversorgung die elektronischen Drosseln der Endstufen kurzzuschließen. Gleichzeitig erschien in den Lautsprechern ein kleiner Hintergrund, der aus einem halben Meter Entfernung nicht hörbar war, aber ich empfehle trotzdem, nicht darauf zu verzichten. Bei der Wiederholung des Verstärkers ist zu berücksichtigen, dass einige Elemente, nicht nur Lampen, auch eine gewisse Wärmemenge abgeben – dies sind Autofix-Widerstände und Widerstände im Anodenkreis des Treibers. Sie sollten entsprechend der Leistung ausgewählt werden. Mosfets elektronischer Drosseln erwärmen sich nur schwach, sie benötigen keine Heizkörper. Das Anschrauben von Mosfets an ein Metallgehäuse ist mehr als ausreichend, aber Autofix-Widerstände benötigen möglicherweise auch einen Kühlkörper. Die Platten für 6SZZS bestehen aus bester Keramik. Bedenken Sie, dass sie sehr heiß werden. Der Klang des Verstärkers ist durchaus interessant geworden, man spürt eine große Leistungsreserve. Sehr saubere und transparente hohe Frequenzen, perfekt übertragene mittlere Frequenzen und weiche, unaufdringliche niedrige Frequenzen, aber natürlich ist dieser Verstärker für die Übertragung von „Explosionen“ im Kino weniger geeignet als ein leistungsstarker Transistor-Gegentakt. Ich danke Anatoly Manakov, Mark Feldsher und anderen für ihre Hilfe und Ratschläge.

P.S. Nach Veröffentlichung des Artikels wurde eine zweite Version des Verstärkers hergestellt. Seine Hauptunterschiede: Die Kapazität des Kondensators C5 wurde auf 2000 μF erhöht. Die Windungszahl der Primärwicklung des Ausgangstransformators wird auf 1200 erhöht. Für zwei Kanäle werden separate Anodenversorgungstransformatoren (T2) verwendet. Die übrigen Unterschiede sind nicht grundsätzlich und hängen mit einem anderen mechanischen Aufbau des Verstärkers zusammen. Alexander Torres, Hongkong.

Wundervoller Artikel. Klares Ziel, vernünftige Mittel. Habe die Veröffentlichung vorbereitet und leicht bearbeitet

Evgeny Bortnik, Krasnojarsk, Russland, 2016

Während meiner Karriere als Amateurfunker habe ich mehr als ein Dutzend verschiedene Röhrenverstärker zusammengebaut und getestet – sowohl Push-Pull- als auch Single-Ended-Röhrenverstärker, darunter auch solche mit mehreren parallel geschalteten. Am häufigsten wurden die guten alten verwendet. Im Internet sind jedoch immer wieder Schaltungen mit horizontalen Ausgangspentoden – 6p45s, 6p44s und 6p41s – aufgetaucht. Ich habe mich für Letzteres entschieden, da es trotz der geringeren Leistung als das 6p45 keinen unbequemen und gefährlichen Zuhälter oben hat, an dem der Hochspannungsanodendraht angeschlossen ist.Das Interesse wurde durch widersprüchliche Rezensionen in audiophilen Foren weiter angeheizt – von Lob bis hin zu völliger Ablehnung. Klangparameter. Wie Sie wissen, ist es besser, es selbst zu sammeln und dann eine endgültige Schlussfolgerung zu ziehen. Ich habe es als Grundlage genommen schematische Darstellung Der Single-Ended-Verstärker S. Sergeev hat die Nennwerte der Verrohrung und die Vorspannung der Ausgangsstufe nur geringfügig verändert.

Der Treiber enthält den üblichen 6p14p-Ausgang – hier ist seine Rolle sekundär, Vorverstärkung. Die Ausgangsstufe ist 6p41s mit automatischer Vorspannung, die sich aufgrund ihrer Einfachheit und Stabilität der Lampenbetriebsparameter als hervorragend erwiesen hat. Die einzige Schwierigkeit – ein starker Widerstand – wurde einfach gelöst. Da eine Suche in Kisten mit 10-Watt-grünen Keramikwiderständen keine Ergebnisse erbrachte (bis auf die benötigten 450-680 Ohm ist alles vorhanden), musste ich eine Girlande aus drei MLT-2 auf einen kleinen Schal löten, 180x3 = 560 Ohm.

Darauf wird auch der Kathodenwiderstand des zweiten Kanals montiert. Da die geschätzte Leistung bei 2 Watt liegt, reichen diese 6 völlig aus. Über die Anbringung von 2 leistungsstarken Rohrwiderständen müsste man sich noch Gedanken machen.

Die Stromversorgung des ULF erfolgt über den Netztransformator, den Gleichrichter und die Induktivität. Transformator TSSH-170 - von Röhrenfernseher, Sie können hier auch TS-160, TS-180 platzieren. Im Allgemeinen ist jeder in der Lage, eine Anodenspannung von 250–300 V, 0,3 A und eine Heizfadenspannung von 6,3 V, 3 A bereitzustellen. Gleichrichterdioden - IN4007, Drossel - Dr-0,1. Es verfügt über 1000 Windungen aus 0,25-mm-Draht (dies ist der Fall, wenn Sie kein fertiges Kabel finden und es selbst aufwickeln oder einen Netzwerktransformator als Ersatz nehmen).

Trotz der erheblichen Spannung und Stromstärke in der Ausgangsstufe (ca. 0,06 A) bin ich das Risiko eingegangen, den relativ schwachen TVZ-1 zu installieren, der eher für 6p14p-Verstärker geeignet ist. Wie sich später herausstellte, habe ich das Richtige getan :)

Es würde nicht schaden, für unseren Single-Ended-ULF ein Metallgehäuse zu nehmen, wie ich es bisher immer getan habe, aber ich habe mich auch hier entschieden, ein Risiko einzugehen und einen unnötigen chinesischen Frontlautsprecher von einem 6-Kanal-Computerverstärker zu verwenden. Diese Nummer ging auch mit einem Paukenschlag :)

Wir werden das Akustiksystem entkernen, den zukünftigen Standort der Radioelemente entwerfen und die notwendigen Fenster ausschneiden.

Natürlich sollten die Lampen oben sein, wir montieren sie auf einem Metallsockel – einem zwei Millimeter dicken Aluminiumblech mit ausgeschnittenen runden Fenstern für die Paneele.

Anschließend wird dieses Blatt mit selbstklebender Metallic-Farbe passend zum Hauptkörper überzogen. Nach dem Kleben werden die Löcher für die Lampen vorsichtig mit einer Klinge freigeräumt.

Auch der untere Teil des Gehäuses ist mit Metall verstärkt – damit der schwere Netztransformator nicht herausfällt. Es war auch geplant, dort einen elektronischen Leistungsfilter zu installieren, aber am Ende wurde darauf verzichtet. Die Spannung am Netzteilausgang reicht bereits nicht aus (nur 260 V), daher ist es verschwenderisch, 20 V an den EF zu verlieren.

Auf der Rückseite haben wir ein rechteckiges Fenster für eine Textolite-Platte mit Buchsen und Anschlüssen ausgeschnitten – Netzwerk, Audioeingang und Audioausgang zu Lautsprechern.

Auch diese Platte bekleben wir mit selbstklebendem Klebeband.

Anschließend setzen wir alle Kontaktelemente ein und schrauben es an das vorgestanzte AC-Fenster.

Auf einem einzigen Aluminiumsockel wurden große Elektrolytkondensatoren installiert. Es gibt vier dieser Dimensionselektrolyte – drei für den Stromversorgungsfilter und einenbei 300 uF 63 V, eingebaut in der 6p41s-Kathode.

Das Gehäusematerial – Spanplatte – erwies sich als sehr gut zu verarbeiten und elektromagnetische Störungen durch Geräte, vor denen ich so große Angst hatte, waren absolut nicht hörbar. In diesem Artikel geht es jedoch um den Zusammenbau, die Konfiguration und das Testen der Schaltung.

Lassen Sie mich gleich einen Vorbehalt machen – diese Anthologie erhebt in keiner Weise den Anspruch, ein Handbuch zum Design von Lampenschaltungen zu sein. Entsprechend der Kombination wurden Schemata (auch historische) ausgewählt technische Lösungen, wenn möglich mit einer Drehung. Und jeder hat einen anderen Geschmack, also geben Sie ihm nicht die Schuld, wenn Sie nicht richtig geraten haben ... In den alten Schemata werden mehrere Nennwerte auf Standardwerte gebracht.

Skeptiker behaupten, dass einige Schemata „per Definition“ überhaupt nicht klingen können. Hier ist ein Diagramm, das genau diesen Eindruck vermittelt. Aber es hat trotzdem funktioniert!

Dieses Diagramm dient als Ausgangspunkt. Der Verstärker ist auf den damals neuen Fingerröhren gefertigt, nach dem klassischen Design auf Pentoden ohne allgemeines OOS. Die hochfrequente Klangregelschaltung ist zwar interessant gestaltet, funktioniert aber eigentlich nur mit einem hochwertigen Ausgangsübertrager „aufwärts“. Da der Verstärker für einen elektrischen Player gedacht war, sparte man den Netztransformator. Wenn man außer dem Tonabnehmer nichts anderes daran anschließt, bleibt die elektrische Sicherheit mit einigem Vorbehalt gewahrt. Es ist gut, in zivilisierten Ländern zu leben – die Steckdosen stimmen. Hier ist die Phase, hier ist der Neutralleiter, hier ist der Nullpunkt. Und aus irgendeinem Grund ist es in allen Filialen gleich. Und in meiner Wohnung befanden sich zum Beispiel einige Schalter nicht im Phasenleiter, sondern im Neutralleiter. Was können wir danach noch von Steckdosen verlangen...

Pentoden der ersten Stufe wurden recht schnell aufgegeben. Zwei Triodenstufen meisterten diese Aufgabe nicht schlechter und die Klangqualität stieg. Eine weitere Verbesserung wurde durch ultralineare Ausgangsstufendesigns gebracht. Dabei ist das Schirmgitter mit der Anzapfung der Primärwicklung des Ausgangstransformators verbunden. Die resultierende lokale Gegenkopplung verringert die Ausgangsimpedanz der Kaskade erheblich und erhöht ihre Linearität, während die Verstärkung nicht wesentlich abnimmt. Zwar wurde die ultralineare Schaltung hauptsächlich in Gegentaktverstärkern verwendet. Unten sehen Sie das Schaltbild eines typischen Single-Ended-Verstärkers mit einer ultralinearen Ausgangsstufe.

Abb.2

Die Werte der Teile in der Klangregelung wurden an moderne Anforderungen angepasst – im Original wurde der Frequenzgang nur bei 5 kHz höckert. Allerdings wurde HF-Boosting damals noch kaum eingesetzt. Varianten dieses Schemas blühten in der Ära der Wirtschaftsräte auf, als Partei und Regierung beschlossen, das Land mit billigen Radioprodukten zu überschwemmen. Die ultralineare Bühne verschwand, die Klangregelung wurde vereinfacht und Leistungstransformator Oftmals wurden sie ganz abgeschafft oder nur noch Glühlampen eingebaut. Wir haben an allem gespart, und das merkt man. Viele Menschen erinnern sich an den Klang von Plattenspielern in Pappkoffern – ein guter Mittelweg, aber sonst nichts.

Beim Wiederholen der Schaltung kann man auf die Klangregelung verzichten und damit auch auf die erste Verstärkungsstufe verzichten. In der Zweikanalversion benötigt der Treiber dann nur noch eine Doppeltriode. Sie können auch flaches OOS vom Ausgang des Verstärkers in den Kathodenkreis der ersten oder zweiten Stufe einführen.

Eine Vergrößerung der Rückkopplungstiefe bei Röhrenverstärkern wird durch die Phasenverschiebung an den Koppelkondensatoren verhindert. Um diesen Nachteil zu beseitigen, muss die Kommunikation zwischen den Bühnen direkt erfolgen. Und dieses Diagramm erschien:

Abb. 3

Da die Transkonduktanz der Röhre bei niedriger Anodenspannung abnimmt, musste eine Pentode verwendet werden, um die erforderliche Verstärkung zu erzielen. Später erschienen Trioden mit den notwendigen Eigenschaften. Ein weiteres Highlight der Schaltung ist die Einbindung einer Brückentonregelung in die allgemeine Rückkopplungsschleife des Verstärkers. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass bei maximaler Erhöhung des Frequenzgangs eine Eingangsüberlastung eliminiert wird. Erfolgt die Anpassung im Vorverstärker, besteht die Gefahr einer solchen Überlastung. Daher wird die Einbeziehung von Reglern in die OOS-Schaltung eines Leistungsverstärkers seit langem in Verstärkern verwendet, die auf Transistoren und Mikroschaltungen basieren. Die Klangqualität profitiert davon übrigens deutlich.

Der direkte Erbe dieser Schaltung ist der Gubin-Verstärker, ein ständiger Teilnehmer an Hi-End-Ausstellungen. Es kann mit Pentoden- und Triodenanschluss von Endstufenlampen arbeiten. Für vollkommenes Glück können Sie auch eine ultralineare Option anbieten.

Abb.4

Allerdings haben Direktkopplungsschaltungen auch Nachteile. Der erste Grund besteht darin, dass die Anodenspannung erst angelegt werden muss, nachdem die Kathoden aufgewärmt sind. Sonst Hochspannung auf Gittern kann die Lampen beschädigen oder ihre Lebensdauer verkürzen. Dazu müssen Sie Geräte verwenden, um die Versorgung mit Anodenspannung zu verzögern, oder einen Gleichrichter auf einem Kenotron mit einer großen thermischen Trägheit der Kathode herstellen. Im schlimmsten Fall können Sie einen separaten Kippschalter für die Anodenspannung verwenden, was jedoch nicht sehr praktisch ist.

Der zweite Nachteil ist der Widerspruch zwischen Effizienz und Klangqualität. Bei Verwendung einer automatischen Vorspannung in der Ausgangsstufe müssen Sie entweder die Anodenspannung des Treibers reduzieren oder eine Erhöhung der Verlustleistung des Widerstands im Kathodenkreis in Kauf nehmen.

Eine interessante Lösung für dieses Problem wurde unter http://www.svetlana.com/ gefunden. Sie können ein Signal an den Schirmgitterkreis der Ausgangspentode anlegen; die konstante Spannung liegt normalerweise nahe an der Anodenspannung des Treibers. Der automatische Vorspannungswiderstand kann einen relativ kleinen Widerstand haben. Zwar ist die Neigung des Rasters deutlich geringer, aber auch die Linearität ist besser. In diesem Fall ist das erste Gitter geerdet und die Pentode wird zu einer Art Triode, die mit dem Gitterstrom arbeitet (Modus A2). Der Treiber muss jedoch mit einem Kathodenfolger verstärkt werden.

Abb.5

Wenn das erste Gitter der Ausgangspentode übrigens nicht direkt geerdet ist, kann es zur Bereitstellung eines lokalen Rückkopplungssignals, auch eines frequenzabhängigen, verwendet werden. Und das ist der Weg zur Schaffung eines Bandpassverstärkers ohne separate Frequenzweiche.

Eine ähnliche Treiberlösung wird in einem anderen Verstärker verwendet. Dies ist auf die Parallelschaltung der Ausgangsröhrentrioden zurückzuführen. Es gibt jedoch viele Nachteile, vor allem eine ungeheure Verschwendung. Von der gesamten vom Verstärker verbrauchten Leistung stammt fast ein Drittel von den Vorspannungsschaltungen. Es wäre viel sinnvoller, separate Gleichrichter für die Vorspannung und im Treiber SRPP auf einer Doppeltriode mittlerer Leistung zu verwenden.

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Durch den Einsatz von 12 großen Kondensatoren im Glättungsfilter des Spannungsstabilisators wird das Brummen am Ausgang des JLH-Verstärkers vollständig eliminiert

Die Ausgangsanschlüsse sind recht preisgünstig, die Eingangsanschlüsse sind erstklassige RCA-Neutrik-Anschlüsse

Eine fröhliche Autorenversion - ein offener Verstärker JLH1969 mit aktiver Kühlung der Strahler der Ausgangstransistoren

Single-Ended-Verstärker JLH Klasse A im Detail

Abbildung 1 zeigt die ursprüngliche Verstärkerschaltung, wie sie 1969 veröffentlicht wurde:

Die Gesamtverstärkung dieser Schaltung beträgt etwa 600 bei geöffneter Gegenkopplungsschleife. Bei geschlossener Rückkopplungsschleife wird die Verstärkung durch das Verhältnis der Widerstände (R3 + R4) / R4 bestimmt. Bei den im Diagramm angegebenen Werten beträgt die Gesamtverstärkung etwa 13 und die Gegenkopplung hat eine Tiefe von etwa 34 dB. In diesem Fall beträgt die Ausgangsimpedanz des JLH-Verstärkers nicht mehr als 0,16 Ohm.

Der Gesamtwiderstand (Impedanz) des Elektrolytkondensators C3 bei Audiofrequenzen ist im Vergleich zum Widerstandswert des Widerstands R4 äußerst klein und kann daher vernachlässigt werden. Für Gleichstrom hat C3 einen unendlichen Widerstand und dank dessen wird über den Widerstand R3 eine 100 % negative Rückkopplung bereitgestellt, wodurch die Betriebsmodi der Endstufentransistoren streng stabilisiert werden.

Die Widerstände R1, R2 bilden zusammen mit dem Kondensator C1 eine stabile Stromquelle. Der Ruhestrom der in Klasse A arbeitenden Endstufe wird durch die Wahl des Verhältnisses der Widerstände R1 und R2 verändert. Der Verstärker reagiert empfindlich auf Änderungen des Lastwiderstands. Um bei Lautsprechern mit einem Widerstand von 4, 8 oder 16 Ohm eine maximale Ausgangsleistung und minimale Verzerrung zu erzielen, müssen die Werte der Widerstände R1 und R2 sowie des Kondensators C1 unterschiedlich sein.

Die Widerstände R6 und R5 legen den Arbeitspunkt (Bias) der ersten Stufe fest. Durch Ändern des Werts des Widerstands R5 müssen Sie die halbe Versorgungsspannung am Ausgang (Punkt X) des JLH-Verstärkers erreichen. Mit einer DC-Ausgangsspannung, die der Hälfte der Versorgungsspannung entspricht, liefert der Verstärker maximale Leistung bei minimaler Verzerrung.

Die Topologie des JLH-Verstärkers ist sehr lakonisch und elegant: Die erste Stufe besteht aus einem gemeinsamen Emitter, gefolgt von einer Phasenumkehrstufe und dann einer Push-Pull-Ausgangsstufe, die in Klasse A arbeitet.

Lastwiderstand und Elementbewertungen

Übersetzung des Originaltextes :

(...Silizium-NPN-Transistoren, die in Planartechnologie hergestellt werden, funktionieren gut bei hohen Frequenzen, was zum stabilen Betrieb des Verstärkers mit einer Blindlast beiträgt akustisches System. (John Linsley Hood schreibt dies 1969 über Bipolartransistoren, die kürzlich von der Industrie mit einer Grenzfrequenz von 4 MHz beherrscht wurden.) Ich konnte keine Kombination aus Kapazitäts- und Induktivitätswerten für die Last finden, die den Verstärker antreiben würde. Bei meinen Experimenten ist mir aufgefallen, dass eine Last mit erheblicher Induktivität dazu führen kann, dass der Verstärker instabil wird. Um eine mögliche Selbsterregung des Verstärkers auszuschließen, genügt es, den Widerstand R3 mit einem kleinen Kondensator zu überbrücken. In diesem Fall ist das Betriebsfrequenzband oberhalb von 25 kHz etwas eingeschränkt...)

Der Verstärker funktioniert problemlos mit einer Last mit einem Widerstand von 3 bis 16 Ohm. Um maximale Ausgangsleistung und minimale Verzerrung zu erhalten, müssen mehrere Widerstands- und Kondensatorwerte geändert werden. Die optimalen Werte von Widerständen und Kondensatoren für verschiedene Lastwiderstände sind in Tabelle 1 aufgeführt:

Die Tabelle zeigt die Abhängigkeit der erforderlichen Versorgungsspannung, des Ruhestroms, der Eingangswechselspannung und der Nennwerte einzelner Elemente vom Lastwiderstand. Wenn die Versorgungsspannung über 30 Volt liegt, muss der Transistor Tr 3 vom Typ 2n697 durch einen Transistor vom Typ 2n1613 und die Eingangstransistoren Tr1 und Tr2 vom Typ mj480 durch den Typ mj481 ersetzt werden.

Um eine Überhitzung des Verstärkers zu vermeiden, müssen die Ausgangstransistoren auf Strahlern mit einer Fläche von mindestens 1500 qm installiert werden. zum Ausgangstransistor. Jeder Ausgangstransistor verbraucht im Konstantmodus eine Leistung von 17 bis 25 Watt. Dies ist eine Bezahlung für die Einfachheit der Schaltung, die Arbeitsweise der Endstufe in Klasse A und hohe Qualität Klang.

Der JLH-Verstärker hat eine niedrige Eingangsimpedanz. Um ihn an frühere Geräte anzupassen und minimale Verzerrungen zu erzielen, ist die Ausgangsimpedanz niedrig Vorverstärker oder CD-Player sollte niedrig sein und einige kOhm nicht überschreiten.

Auswahl von Transistoren

John Linsley Hood führte viele Experimente durch, um herauszufinden, wie Verzerrung und Ausgangsleistung Verstärker aus den Eigenschaften der Transistoren. Der Autor fand eine direkte Abhängigkeit der Größe der Verzerrung von der Identität der Verstärkungsfaktoren eines Ausgangstransistorpaares. Darüber hinaus war die nichtlineare Verzerrung des Verstärkers umso geringer, je genauer die Transistoren hinsichtlich Verstärkung und Sperrkollektorstrom in der Ausgangsstufe ausgewählt wurden. Die Verzerrung hing ziemlich stark vom Absolutwert des statischen Stromübertragungskoeffizienten der Transistoren ab. Je größer h21e war, desto geringer war die Verzerrung.

Minimale Verzerrungen und maximale Klangqualität wurden durch die Verwendung eines sorgfältig ausgewählten Paars von Ausgangstransistoren in der Ausgangsstufe mit einer Stromverstärkung von mindestens 100 erreicht. Auch in der Phasenumkehr und den ersten Stufen des Verstärkers war eine strenge Auswahl der Transistoren erforderlich der Maximalwert der statischen Verstärkung.

Gleichzeitig beeinflussten die Marke der Transistoren und der Hersteller die endgültigen Parameter des Verstärkers viel weniger als die identischen Eigenschaften und die hohe statische Verstärkung.

Ersetzen des Eingangstransistors 2N4058 des Unternehmens Texas Instruments auf dem 2N3906 von Motorola hatte weder auf die Leistung noch auf den Klang nennenswerte Auswirkungen. Das Gleiche gilt nicht für ihren statischen Gewinn. Mit dem Wert dieses Parameters in der Eingangsstufe = 150 war die Verstärkerverzerrung also 30 % größer als bei einem Transistor mit h21e = 250.

Die Endstufentransistoren haben den größten Einfluss auf den Verzerrungspegel des JLH-Verstärkers. Die Tabelle fasst die Ergebnisse der Experimente von John Linsley Hood für Transistoren mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren (h21e) zusammen. Tabelle 2:

Gemäß der Tabelle sind allgemeine nichtlineare Faktoren minimal, wenn die Basisstromverstärkungsfaktoren (h21e) der Transistoren in der Ausgangsstufe im Absolutwert maximal sind und einander gleich sind. Wenn es nicht möglich ist, Transistoren genau auszuwählen, sollte der Transistor mit der höchsten Verstärkung im unteren Zweig als Tr1 verwendet werden. Die geringsten Verzerrungen wurden durch die Auswahl von Transistoren mit identischen Verstärkungen erzielt, nicht im statischen Modus, sondern mit einem Kollektorstrom nahe dem Ruhestrom.

Dies wurde irgendwo in den späten 80ern entwickelt. In dieser Zeit hat es sich als würdig und vielseitig erwiesen: geeignet für Amateure hochwertiger Klang(für sich selbst komponiert) und für Musiker, die Kraft brauchen.

Kurze lyrische Einführung. Der 1972 in der Zeitschrift „Radio“ veröffentlichte Verstärker erfreute sich einst großer Beliebtheit. Ich habe dieses Muster auch wiederholt. Seine Nachteile sind vielen, die es wiederholt haben, bekannt: geringe Linearität, schwache Stabilität bei niedrigen Frequenzen, unzureichende Stabilität bei hohen Frequenzen (weshalb eine korrigierende Klimaanlage in den Kreislauf eingeführt wurde), ein schmaler Frequenzbereich und etwas anderes, das ich anziehe Ich erinnere mich jetzt nicht mehr. Und vor allem ließ der Klang zu wünschen übrig.

Ich konnte das zu Hause nicht ertragen: Meine Ohren sind nicht offiziell :) Das erste, womit ich mit der Modernisierung begann, war der Austausch des Trance-Ausgangs. Die an der Ausgangstrance vorgenommenen Änderungen boten sich an – die Verbindung der Rückkopplungswicklungen (ultralinear) mit den übrigen Wicklungen zu verschärfen, anstatt Kg zu reduzieren höhere Frequenzen und verbessern die Frequenz- und Phaseneigenschaften der Ausgangsstufe. In der Version, die ich im neuen Design verwendet habe, war es möglich, den Frequenzbereich zu erweitern, die HF-Stabilität zu erhöhen und die Ausgangsimpedanz zu senken. Der Klang hat sich merklich verbessert, aber jetzt schien das gesamte Schaltungsdesign (ein Klon der sogenannten „Williamson-Schaltung“) in Hi-Fi weit hergeholt zu wirken – es wurde irgendwie „frontal“ gemacht, das schwache Glied blieb bestehen schwache Stabilität mit OOS bei infratiefen Frequenzen, erhöhte nichtlineare und Frequenzverzerrungen (insbesondere bei HF).

Weitere Verbesserungen ergaben sich völlige Ablehnung aus diesem Diagramm. Es wurden viele verschiedene Schaltungslösungen ausprobiert. Versuche zu finden Beste Option führte zu der von mir vorgeschlagenen Lösung. Am Eingang habe ich eine Kaskode UA mit hoher Linearität verwendet, dann eine phaseninvertierte Kaskade mit geteilter Last, die die höchste Linearität aufweist. Gleichzeitig habe ich sie direkt angeschlossen, um Phasenverschiebungen entlang des Signalpfads zu reduzieren. Am Ausgang blieb es jedoch bei der bekannten ultralinearen Ausgangsstufe mit geringfügigen Änderungen (zwecks Vereinfachung des Aufbaus und erhöhter Stabilität) und, wie bereits erwähnt, mit einem verbesserten Ausgangstrance. Im Diagramm habe ich geteilt Vorstufen, ein Haufen Trioden, in dem eigentlich mein Know-how steckt ;), und eine Ausgangsstufe, an deren Stelle man jede passende anschließen kann. Bei einem ordnungsgemäß gefertigten und eingestellten Verstärker sollten die maximalen Amplituden an den Steuergittern der Ausgangslampen bei einer Last von 47k mindestens 80V betragen. Und dadurch war es möglich, den 6P45S voll aufzupumpen. Und was wichtig ist, ist, dass sich das Schema trotz all seiner Vorteile als noch einfacher herausstellte als das, das wir aufgeben mussten.

Das Ergebnis ist ein Verstärker mit einem Sound, der sich (bei entsprechenden Maßen) problemlos für Hi-End qualifizieren kann ;) Der Verstärker ist absolut stabil, sodass er sowohl mit tiefem OOS als auch ohne verwendet werden kann – dafür sorgt die Linearität aller Stufen geringe Verzerrung und Open-Loop-OOS.

Von zwei 6P3S habe ich es geschafft, >150 Watt zu bekommen, von zwei 6P45S - >220 ;), und in der Version mit Gitterströmen (speziell für Musiker) - 400 Watt Spitzenleistung! Aber dieses Diagramm unterscheidet sich bereits deutlich von dem hier dargestellten.

Ich kann jetzt keine detaillierten Parameter des Verstärkers angeben, da ich ihn schon lange nicht mehr gemessen habe. Für diejenigen, die Klang und keine Parameter benötigen, habe ich genügend Informationen zur Wiederholung gegeben, und wenn es wirklich notwendig ist, kann ich sie (wenn auch mit großem Aufwand) nachmessen. Ich würde es wahrscheinlich für eine Zeitschrift anprobieren. Und hier reicht es :o)

Die Einrichtung ist ganz einfach:

1. ein Standard-Parametermessschema zusammenstellen;
2. OOS deaktivieren;
3. Schalten Sie den Strom ein und erwärmen Sie die Kathoden.
4. Die Widerstände R10 und R11 stellen die Ruheströme des Ausgangs ein. Lampen 30...60mA (0,06...0,12V an den Kathoden), aber immer identisch;
5. Ohne dem Eingang ein Signal zuzuführen, stellen Sie mit dem R2-Regler die Kathode des Bassreflexes auf 105 V ein;
6. Legen Sie ein Signal an den Eingang an, bis die Lastspannung 15 Volt erreicht (für eine 6-Ohm-Variante);
7. Widerstand R9 stellt das Minimum der 2. Harmonischen am Ausgang ein;
8. OOS wiederherstellen (optional).

Punkt 7 kann übersprungen werden, wenn man R8 und R9 durch eines mit einem Widerstand von 12k ersetzt (dies darf die Qualität überhaupt nicht beeinträchtigen, insbesondere bei OOS).

Um den Verstärker mit Strom zu versorgen, waren zusätzliche Spannungen erforderlich: 410 V (10 mA/Kanal) und stabilisierte 68 V (b/t). Das Diagramm zeigt eine der Möglichkeiten, sie aus den verfügbaren zu erhalten. Hier können Sie es auf unterschiedliche Weise tun. Ich habe zum Beispiel eine Stub-Quelle. +220 V zur Versorgung des Vorverstärkers, also habe ich +68 als Teiler erhalten.

Einst war der Plan von Geschäftsgeheimnissen umgeben :). Jetzt bitte – lasst es jeden, der Lust hat, ausprobieren. Ich wiederhole, dass die UN-FI-Kombination universell ist und zur Ansteuerung verschiedener PP-Ausgangsstufen (Triode, Pentode, Klasse A, AB) verwendet werden kann. Für jeden Einzelfall müssen Sie möglicherweise einige Elemente neu berechnen, was sehr einfach ist. So kann ich Menschen in Not helfen.

P.S.: Priboy-Verstärker eignen sich gut für solche Modifikationen – die Qualität verbessert sich spürbar.

Liste der Radioelemente