Однотактний ламповий підсилювач - конструкція. Однотактний високоякісний ламповий підсилювач потужності Однотактний ламповий підсилювач на лампах прямого розжарення

До уваги телеглядачів пропоную статтю по темі побудови однотактного лампового підсилювача. Мабуть, така стаття тут єдина. На моє глибоке переконання, однотактний підсилювачі уваги не заслуговують. Тобто для мене відповідь на питання, що представляє собою підсилювач, існує. Стаття Олександра Торреса написана кваліфіковано, з розумінням проблематики і технічних сторін реалізації такого складного проекту. Автор демонструє високу культуру, лише злегка позначаючи сарказм, щодо частини телеглядачів, які називаються удіфіламі. Однак, на мій погляд, прояв Олександром подібної витриманості і толерантності на адресу явною дурниці (про крутість підсилювача на 4 Вт), великій кількості.

Двохкаскадний однотактний на 6СЗЗС без зворотних зв'язків.Підсилювачів на світі багато. Який з них краще, який гірше - однозначної відповіді немає. Одні вважають за краще транзисторні або мікросхемние «потужні операціоннікі», інші - тільки однотактнікі, треті непритомніють, якщо в підсилювачі знаходять хоч один напівпровідниковий елемент (навіть якщо це всього-на-всього світлодіод індикації - і замість нього норовлять поставити неонову лампочку або «зелене око» ). Чотирьох вивертає навиворіт, якщо стоять паралельні лампи, транзистори, конденсатори або навіть резистори, але при цьому з'ясовується, що вони не розуміють, чим відрізняється трансформатор від дроселя (випадок реальний). П'яті - намагаються вирішити всі проблеми підбором правильного напряму срібних мережевих дротів і «правильного» припою. Описуваний підсилювач не претендує на звання «супер-пупер» або «всіх часів і народів». Я прекрасно віддаю собі звіт, що лампа 6СЗЗС хоча і хороша, але не най-най. Але було цікаво сконструювати підсилювач, виходячи з деяких концепцій. Хоча «найкраща концепція - це відсутність будь-якої концепції» (С) перефразований А.Клячін, проте, були висловлені наступні побажання: 1.Обойтісь без зворотних зв'язків, навіть місцевих. 2.Мінімум каскадів посилення. 3.Обойтісь без електролітичних конденсаторів в ланцюзі сигналу (крім стоять по харчуванню - вони ж теж знаходяться в сигнальної ланцюга). Отримати досить високу потужність для однотактніка (15-18Вт), щоб забезпечити достатню перевантажувальну здатність і малий рівень спотворень на звичайній для кімнати гучності (4-5Вт на акустиці, з чутливістю 88-92дБ). Обійтися мінімумом моткових виробів, а ті, без яких не можна - максимально прості.

Потужний стабілізаторние триод 6СЗЗС відрізняється від більшості інших тріодів своїм величезним струмом анода. Це обумовлює велику любов до побудови бестрансформаторних підсилювачів, або OTL, на цій лампі. На жаль, жодного нормально звучить ОТЛ мені поки почути не пощастило, але можливо пощастить в майбутньому. Однак, його недоліком, крім великої потужності розжарення, є велика теплова інерція, температурна нестабільність, особливо при високому опорі витоку в ланцюзі сітки. Проявляється це в тому, що при використанні фіксованого зсуву (малюнок внизу зліва) внаслідок зміни температури, напруг і великий теплової інерції - при максимальному використанні лампи (тобто близької до максимальної потужності на аноді - 55-60Вт) нерідко спостерігається лавинний саморозігрів лампи . Зустрічається багато тверджень, типу «все це нісенітниця, я зробив і нічого не сталося». Але, як правило, або при цьому використовувалася 6СЗЗС з потужністю на аноді 40-45Вт, або це був Лофтін-Уайт (підсилювач з безпосередніми зв'язками), або ж «просто пощастило». Є також індивідууми, які використовують цю лампу з половиною напруження і великим «недовантаження». У них теж вона не йде «рознос», але мені завжди їх хотілося запитати - а навіщо вам при цьому 6СЗЗС? Є багато інших ламп.

Справедливості заради зазначу, що і мені траплялися нормально живуть з фіксованим зсувом ламп (особливо 6СЗЗС-В) навіть при потужності 70-80Вт на аноді, але чимало траплялося і таких, які «йшли в рознос» вже при 50Вт. Є у мене одна унікальна лампа, яка йде в лавинний саморозігрів, як тільки потужність перевищує 63-64Вт. Навіть з використанням описуваного нижче «автофікса», ця лампа «відлітала» в ток величиною 1 ампер, при зміщенні на сітці мінус 100В! Тому найбільш часто використовують автоматичний зсув (рисунок праворуч), яке дає прекрасну стабілізацію режиму роботи лампи. Але, як і в «Золотому правилі механіки» - виграємо в силі, програємо у відстані. Разом зі стабілізацією режиму, ми отримуємо резистор в катоді, на якому розсіюється велика потужність (близько 20 Вт) і місцеву зворотний зв'язок, для усунення якої - резистор необхідно шунтировать конденсатором великої ємності. У разі 6СЗЗС, що працює при струмі 300 мА і зміщення 70В, резистор 230Ом розсіює 21Вт. І йому потрібно електролітичний конденсатор, імпеданс якого не більше 1/10 від опору резистора на нижній робочій частоті. В даному випадку - це не менш ніж 330мкФ на 100 вольт, краще ж використовувати 1000мкФ на 100В в поєднанні з плівковим конденсатором 1-10мкФ.

Які ще можуть бути варіанти? Схеми з безпосереднім зв'язком і з перехідними трансформаторами можуть допомогти, але вони мають свої недоліки. Перевагами фіксованого зсуву є, крім відсутності резистора і конденсатора в катоді лампи, ще відсутність втрат (нагрівання) цього резистора і легкість регулювання зміщення простим малопотужним підлаштування резистором. У разі автосмещенія - струм спокою лампи можна змінити тільки зміною величини потужного резистора в катоді вихідного каскаду.

Багато десятиліть тому, була придумана схема послідовного автосмещенія. Від звичайного автосмещенія вона відрізнялася тим, що резистор стояв ДО фільтруючого конденсатора блоку живлення. Оскільки падіння напруги на ньому залежить від струму через лампу, то і відбувається стабілізація. Потрібно тільки виділити постійну складову, тому що через резистор йде пульсуючий струм випрямляча. Олег Чернишов (Ярославль) запропонував брати напруга з резистора через діод, спорудивши, таким чином, піковий детектор, цим вдалося зменшити опір резистора, що виділяється на ньому потужність (приблизно в 2-3 рази), і зменшити пульсації напруги зсуву. Я пішов на невелике збільшення опору резистора і розсіюється на ньому потужності до 11-12Вт (але все ж - воно менше ніж для звичайного автосмещенія) для збільшення напруги, що знімається з резистора, додавши в схему підлаштування резистор. У підсумку, вийшла схема має наступні переваги: ​​-відсутність катодного резистора і конденсатора, - легкість установки бажаного струму лампи звичайним дрібним підстроєні резистором. Стабілізація режиму, оскільки це не фіксований, а автоматичне зміщення (Ucm залежить від струму лампи). Є ще одна перевага пропонованої схеми - резистор автофікса стоїть між випрямлячем і електролітом, тим самим обмежуючи зарядний струм конденсатора, як під час включення (InRush Current), так і під час роботи.

Існує інша можливість - використовувати трансформатор струму, встановлений в колі змінного струму (у вторинній обмотці анодного трансформатора, перед випрямлячем. Можлива і його установка в первинній обмотці.) Така схема ще більше знижує втрати потужності в допоміжних ланцюгах, але вимагає більш сильної фільтрації напруги зсуву , що може привести (і в деяких випадках я це спостерігав) до самозбудження схеми на інфранизьких частотах.

Слід зауважити, що як схема автофікса, так і схема з трансформатором струму, у разі виготовлення стереопідсилювача, а не моноблоків, - вимагають роздільних анодних обмоток і випрямлячів для кожного каналу. Перейдемо до розгляду повної схеми підсилювача. Вихідний каскад побудований за схемою «автофікс» з регульованим зміщенням. Режим роботи каскаду - 210В на аноді при 0,28А. При бажанні, можна його змінити підстроєні резистором в обидві сторони (залежить від конкретної лампи). При зміні зсуву змінюється як струм, так і анодна напруга (через зміни падіння напруги на резисторі автофікса). Резистор 1 Ом в ланцюзі катода 6СЗЗС служить для вимірювання струму, після настоянки його можна закоротити (хоча він нікому не заважає). Вихідні трансформатори секціоновані - 4 секції первинної обмотки (790 витків, в сумі, провід 0,85мм), між якими 3 секції вторинної обмотки (по 36 витків в кожній), яка намотана плоским літцендратом великого (2кв.мм) перетину - це дозволило обійтися без запаралеленних секцій і піти від зрівняльних струмів. У вторинній обмотці зроблений відвід від однієї секції, це дозволяє включати трансформатор трьома різними способами, одержуючи з навантаженням 8Ом величину Ra - 0,43kОм; 0,96kОм і 3,8кОм. Останнє значення навряд чи має практичний сенс (хоча цілком вписується в «концепцію» Юрія Макарова - Ra / Ri = 20-30), але може бути цікаво як експеримент, а також при роботі з 4-х омной акустикою. Опір 430Ом на перший погляд мало, але з іншого боку - «співвідношення Ra / Ri не слід робити більше 4-5, оскільки погіршується динаміка каскаду, а нелінійні спотворення, при догляді вище цього співвідношення зменшуються незначно (с) Анатолій Мінаков». В реальності - все залежить від акустичних систем (АС), як і багато SE без зворотного зв'язку, даний підсилювач критичний до характеристиці імпедансу АС.

Сердечник вихідного трансформатора - «подвійний С-Core» з заліза М5, перетин центрального керна 18кв.см., прокладка - 0,3мм. Трансформатор має індуктивність 4.5Гн, опір первинної обмотки по постійному струму - 5.5Ом. Лінійна ділянка намагнічування трансформатора простягається аж до струму 0,62А. З повним включенням вторинної обмотки смуга частот трансформатора 9Гц-75кГц, а всього підсилювача - 11Гц-53кГц (за рівнем -3dB при напрузі 10В на навантаженні 8Ом), вихідний опір - близько 2 Ом, спотворення синусоїди (за осцилограф) на виході починається при потужності на навантаженні 15-18Вт. Коефіцієнт посилення - 13.

Оскільки метою було побудова 2-х каскадного підсилювача, то перший каскад (драйвер) повинен володіти достатнім коефіцієнтом посилення, і великим запасом по розмаху вихідного сигналу. Використовувана лампа 6Е5П, яку "відкрив" для аудіопрімененія Анатолій Мінаков, при харчуванні 350-400 В дозволяє отримати, за відсутності вихідного каскаду, розмах вихідного сигналу + 120В peak-to-peak.

Це приблизно вдвічі перевищує максимально можливий сигнал + 60-70 В р-р, який залежить від напруги зсуву вихідного каскаду. Ця лампа може бути включена як тетрод або як триод. У першому випадку посилення навіть надлишково (100-130), у другому - навпаки, недостатньо (30-40). У зв'язку з цим, використана т.зв.<ультралинейная>схема включення тетрода, в якій друга сітка підключена до частини анодного навантаження. При зазначених на схемі номіналах, ця схема має коефіцієнт посилення 60-70, що найбільш підходить для даного випадку. В оригінальній схемі А.Манакова в аноді стоять однакові резистори, і коефіцієнт посилення 45-50. Зсув драйвера може бути зроблено декількома способами - традиційне автоматичний зсув (резистор близько 100 Ом, зашунтірованний конденсатором 2000 мкФ в катоді, сітковий резистор при цьому сидить на землі), фіксоване зміщення батарейкою в ланцюзі сітки і власне фіксоване зміщення. Останнє і було вибрано, оскільки потрібно обійтися без конденсаторів в катодах всіх ламп. Звідки брати напруга (негативний джерело) для фіксованого напруги, не має великого значення. А оскільки такого не було - був і в драйвері використаний «автофікс». Тут його стабілізуючі властивості автоматичного зміщення не так важливі, тому зміщення вибрано загальним для двох каналів. Аналогічно харчуванню вихідного каскаду, в харчуванні драйвера резистор автофікса також сприяє зменшенню піків зарядного струму електролітів блоку живлення.

Анодний блок живлення вхідного каскаду має 3-х ступінчастий фільтр, утворений спочатку резистором автофікса і першим електролітичним конденсатором, потім послідовним резистором і другим конденсатором, і на закінчення - «електронним дроселем» на мосфети і великим, встановленим паралельно вихідного каскаду електролітичним конденсатором, зашунтувати плівковим . У випрямлячі використовуються швидкі діоди і протівопомеховие фільтри (common mode, на схемі не показані), що запобігають потраплянню «сміття» з мережі. Аналогічний «електронний дросель» застосований і в анодному харчуванні драйвера. Напруженням всіх ламп харчуються змінним струмом, для зменшення фону - все напруженням зміщені на кілька десятків вольт вгору. Світлодіод в ланцюзі дільника зміщення розжарився використаний для індикації. При такій побудові блоку живлення, рівень фону на виході складає близько 3мВ, що на АС з чутливістю 90дБ, практично не чути, навіть якщо «вставити вухо в колонку». Експерименту заради, я пробував не змінюючи нічого в блоці живлення, закорочувати електронні дроселі вихідних каскадів. При цьому в АС з'являвся невеликий фон, нечутний вже з півметра, але я все ж рекомендую не відмовлятися від них. При повторенні підсилювача, слід врахувати, що деякі елементи не тільки лампи, також розсіюють певну кількість тепла - це резистори автофікса і резистори в анодному ланцюзі драйвера. Їх слід вибирати відповідної потужності. Мосфети електронних дроселів гріються слабо, радіатори їм не потрібні. Більш ніж достатньо пригвинтити мосфети до металевого шасі, а ось резисторам автофікса може знадобитися і радіатор. Панельки під 6СЗЗС найкраще керамічні, пам'ятайте - вони сильно нагріваються. Звучання підсилювача вийшло досить цікавим, відчувається великий запас потужності. Дуже чисті і прозорі ВЧ, прекрасно передаються СЧ і м'які, ненав'язливі НЧ, але звичайно - для передачі «вибухів» в кіно цей підсилювач годиться менше потужного транзисторного двотактники. Дякую Анатолія Манакова, Марка Фельдшера і інших за допомогу і консультації.

P.S. Вже після виходу статті, була зроблена друга версія підсилювача. Її основні відмінності: Збільшена ємність конденсатора С5 до 2000мкФ. Число витків первинної обмотки вихідного трансформатора збільшено до 1200. Використано роздільні трансформатори анодного харчування (Т2) для двох каналів. Решта відмінності не принципові, і пов'язані з іншого механічною конструкцією підсилювача. Олександр Торрес, Гонконг.

Чудова стаття. Зрозуміла мета, розумні кошти. Публікацію підготував, і трохи відредагував

Євген Бортник, Красноярськ, Росія, 2016

За свою радіолюбительську кар'єру, мною було зібрано і випробувана більш десятка різних підсилювачів на лампах - як двотактних, так і однотактний, в тому числі і з паралельним включенням декількох. Найчастіше в хід йшли старі добрі і. Однак в інтернеті неодноразово мелькали схеми з малими пентодами на виході - 6п45с, 6п44с і 6П41С. На останній і вирішив зупинитися, оскільки не дивлячись на більш низьку потужність ніж у 6п45-ки, вона не має зверху незручною і небезпечною пимпочки, куди підключають провід анода з високою напругою.Ще більше підігріли інтерес суперечливі відгуки на аудіофільскій форумах - від вихваляння, до повного заперечення її звукових параметрів. Як відомо, краще зібрати самому, а тоді вже робити остаточний висновок. За основу взяв принципову схему однотактного підсилювача С.Сергеева, тільки трохи змінив номінали обв'язок і зміщення вихідного каскаду.

У драйвері варто так звична в виході 6П14П - тут її роль другорядна, попереднє посилення. У вихідному каскаді - 6П41С з автоматичним зміщенням, яке відмінно зарекомендувало себе своєю простотою і стабільністю параметрів роботи лампи. Єдина складність - потужний резистор, була вирішена елементарно. Так як пошук по коробках з 10-ти ватними зеленими керамічними резисторами результатів не дав (є все, крім необхідних 450-680 Ом), довелося спаяти гірлянду з трьох МЛТ-2 на невеликій платі, 180х3 = 560 Ом.

На ній же зібраний і катодний резистор другого каналу. Так як розрахункова потужність 2 вати - цих 6-ти вистачає цілком. Все одно довелося б думати, як закріпити 2 потужних трубчастих резистора.

Харчування на УНЧ надходить від мережевого трансформатора, випрямляча і дроселя. Трансформатор ТСШ-170 - від лампового телевізора, сюди можна поставити і ТС-160, МС-180. Загалом будь-який, здатний забезпечити 250-300 В 0,3 А анодного і 6,3 У 3 А накального напруги. Діоди випрямляча - IN4007, дросель - Др-0,1. Він має 1000 витків дроту 0,25 мм (це якщо ви не знайдете готовий і будете мотати самостійно або брати мережевий трансформатор на його заміну).

Незважаючи на значне напруження і струм у вихідному каскаді - близько 0,06 А, ризикнув поставити відносно слабкі ТВЗ-1, більш доречні в підсилювачах 6П14П. Як згодом з'ясувалося правильно зробив :)

Корпус для нашого однотактного УНЧ не завадило б взяти металевий, як завжди до цього і робив, але вирішив і в цьому ризикнути, задіявши непотрібну китайську фронтальну колоночку, від 6-ти канального комп'ютерного підсилювача. Цей номер теж пройшов на ура :)

Акустичну систему випатрати, спроектуємо майбутнє розташування радіоелементів і випиляємо необхідні вікна.

Лампи природно повинні знаходитися зверху, їх встановлюємо на металеву основу - лист двохміліметрового алюмінію, з вирізаними круглими вікнами під панельки.

Потім цей лист обклеюється самоклейкой кольору "металік" в тон основного корпусу. Після обклеювання, отвори під лампи акуратно звільняються за допомогою леза.

Нижня частина корпусу теж посилена металом - щоб не вивалився важкий мережевий трансформатор. На неї планувалося встановити ще і електронний фільтр харчування, але в підсумку від нього відмовився. Напруги на виході БП і так обмаль (всього 260 В), тому втрачати 20 В на ЕФ - марнотратство.

Ззаду випилюємо прямокутне вікно під текстолітову панель гнізд і роз'ємів - мережеве, аудіовхід і аудіовихід на динаміки.

Цю панель так-же обклеюємо самоклейкой.

Після чого вставляємо всі контактні елементи і прикручуємо її шурупами до попередньо Випиляні вікна АС.

Великі електролітичні конденсатори встановив на єдине алюмінієве підставу. Цих габаритних електролітів 4 - три для фільтра БП і одинна 300 мкФ 63 В, встановлений в катоді 6П41С.

Матеріал корпусу - ДСП, виявився дуже зручний в обробці, а електромагнітні перешкоди від приладів, яких так побоювався, абсолютно не можна почути. Але про це статті - збірка, настройка і випробування схеми.

Відразу обмовлюся - дана антологія жодним чином не претендує на звання допомоги по лампової схемотехніки. Схеми (в тому числі історичні) відбиралися по поєднанню технічних рішень, по можливості з «родзинками». А смаки у всіх різні, так що вибачайте, якщо не вгадав ... В старих схемах ряд номіналів приведений до стандартних.

Скептики запевняють, що деякі схеми взагалі звучати не можуть "за визначенням". Ось одна схема, яка виробляє саме таке враження. Але все-таки вона працювала!

Це схема взята в якості відправної точки. Підсилювач виконаний на нових тоді пальчикових лампах, за класичною схемою на пентодах без загальної ООС. Цікаво вирішена ланцюг регулювання тембру ВЧ, але реально працювати "на підйом" вона може тільки при високоякісному вихідному трансформаторі. Оскільки підсилювач призначався для електропрогравачі, на силовому трансформаторі заощадили. Якщо крім звукознімача нічого більше до нього не підключати, електробезпека з деякою натяжкою дотримується. Добре жити в цивілізованих країнах - розетки правильні. Ось фаза, ось нейтраль, ось нуль. І у всіх розетках чомусь однаково. А у мене в квартирі, наприклад, частина вимикачів стояла не в фазному проводі, а в нульовому. Що вже після цього від розеток вимагати ...

Від пентодов в першому каскаді відмовилися досить швидко. Два тріодних каскаду справлялися з цим завданням не гірше, а якість звучання зросла. Подальше поліпшення принесли ультралінейной схеми вихідних каскадів. В такому включенні екранна сітка приєднується до відведення первинної обмотки вихідного трансформатора. Виникає при цьому місцева ООС значно знижує вихідний опір каскаду і підвищує його лінійність, причому посилення знижується ненабагато. Правда, ультралінейной схема в основному використовувалася в двотактних підсилювачах. Нижче наведена схема типового однотактного підсилювача з ультралінейной вихідним каскадом.

рис.2

Номінали деталей в регуляторі тембру скориговані з урахуванням сучасних вимог - в оригіналі вони тільки горбатий АЧХ на 5 кГц. Втім, підйом ВЧ тоді взагалі застосовували рідко. Варіанти цієї схеми буйно розцвіли в епоху раднаргоспів, коли партія і уряд вирішили завалити країну дешевими радіотоварів. Ультралінейной каскад зник, регулятор тембру спростили, а силовий трансформатор нерідко скасовували взагалі або ставили тільки накальний. Економили на всьому, і це помітно. Звучання програвачів в картонних валізах пам'ятають багато - непогана середина, а більше нічого немає.

При повторенні схеми можна відмовитися від регулятора тембру, а разом з ним виключити перший каскад посилення. Тоді в двоканальному варіанті для драйвера знадобиться тільки один подвійний тріод. Можна також ввести неглибоку ООС з виходу підсилювача в ланцюг катода першого або другого каскаду.

Підвищенню глибини ООС в лампових підсилювачах перешкоджає набіг фази на розділових конденсаторах. Для усунення цього недоліку межкаскадная зв'язок повинна бути безпосередньою. І така схема з'явилася:

рис.3

Оскільки при низькому анодній напрузі крутизна лампи знижується, для отримання необхідного посилення довелося використовувати пентод. Тріоди з необхідними характеристиками з'явилися пізніше. Ще одна родзинка схеми - включення мостового регулятора тембру в ланцюг загальної ООС підсилювача. Гідність цього рішення в тому, що при максимальному підйомі АЧХ виключається перевантаження по входу. Якщо регулювання проводиться в попередньому підсилювачі, ризик такого перевантаження є. Тому включення регуляторів у ланцюг ООС підсилювача потужності застосовувалося довгий час і в підсилювачах на транзисторах і мікросхемах. Якість звучання, до речі, від цього явно виграє.

Прямий спадкоємець цієї схеми - підсилювач Губіна, незмінний учасник виставок Hi-End. Він може працювати з пентодная і тріодний включенням ламп вихідного каскаду. Для повного щастя можна передбачити і ультралінейной варіант.

рис.4

Однак у схем з безпосереднім зв'язком є ​​і недоліки. Перший - необхідність подавати анодна напруга тільки після прогріву катодів. В іншому випадку висока напруга на сітках може вивести лампи з ладу або скоротити термін їх служби. Для цього потрібно використовувати пристрої затримки подачі анодної напруги, або виконати випрямляч на кенотроні з великою тепловою інерцією катода. На худий кінець можна використовувати окремий тумблер для анодного напруги, але це не дуже зручно.

Другий недолік - протиріччя між економічністю і якістю звучання. При використанні в вихідному каскаді автоматичного зміщення доводиться або знижувати анодна напруга драйвера, або змиритися зі збільшенням потужності, що розсіюється на резисторі в ланцюзі катода.

Цікаве рішення цієї проблеми знайшлося на http://www.svetlana.com/. Можна подати сигнал в ланцюг екранної сітки вихідного пентода, постійна напруга на ній зазвичай близько до анодному напрузі драйвера. Резистор автоматичного зміщення при цьому може мати відносно невелику опір. Правда, крутизна по екранній сітці значно нижче, але зате і лінійність краще. Перша сітка при цьому заземлюється, а пентод перетворюється на своєрідний триод, що працює з сітковим струмом (режим А2). Але драйвер доведеться умощнять катодних повторителем.

рис.5

До речі, якщо першу сітку вихідного пентода не заземлюють безпосередньо, її можна використовувати для подачі сигналу місцевої ООС, в тому числі і частотно-залежною. А це вже шлях до створення смугового підсилювача без окремого кросовера.

Подібне рішення драйвера використовується і в іншому підсилювачі. Він потрапив сюди через паралельного включення триодов вихідної лампи. Однак мінусів там чимало, насамперед - жахлива марнотратство. З усієї споживаної підсилювачем потужності майже третина припадає на ланцюга зміщення. Набагато розумніше було б використовувати для зсуву окремі випрямлячі, а в драйвері - SRPP на подвійному тріоді середньої потужності.

29717

Застосування 12 ємностей великого номіналу в згладжуючому фільтрі стабілізатора напруги повністю усуває фон на виході підсилювача JLH

Вихідні термінали звичайні недорогі, зате вхідні вищого класу RCA Neutrik

Веселий авторський варіант - відкритий підсилювач JLH1969 c активним охолодженням радіаторів вихідних транзисторів

Однотактний підсилювач JLH клас А детально

На Рис.1 представлена ​​оригінальна схема підсилювача в тому вигляді, в якому вона була опублікована в 1969 році:

Загальне посилення цієї схеми близько 600 при розімкнутому ланцюзі негативного зворотного зв'язку. Коли ланцюг зворотного зв'язку замкнута, посилення визначається відношенням опору резисторів (R3 + R4) / R4. Для зазначених у схемі номіналів загальне посилення близько 13, а негативний зворотний зв'язок має глибину близько 34 дБ. При цьому вихідний опір підсилювача JLH становить не більше 0,16 Ом.

Опір (імпеданс) електролітичного конденсатора С3 на звукових частотах вкрай мало, якщо порівнювати його з опором резистора R4, відповідно, його впливом можна знехтувати. Для постійного струму С3 має нескінченне опір і завдяки цьому через резистор R3 забезпечується 100% негативний зворотний зв'язок, жорстко стабілізуюча режими роботи транзисторів вихідного каскаду.

Резистори R1, R2 спільно з конденсатором C1 утворюють джерело стабільного струму. Струм спокою вихідного каскаду, що працює в класі А, змінюється підбором співвідношення резисторів R1 і R2. Підсилювач чутливий до зміни опору навантаження і для отримання від нього максимальної вихідної потужності і мінімуму спотворень для колонок опором 4, 8 або 16 ом номінали резисторів R1 і R2 і конденсатора С1 повинні бути різними.

Резистори R6 і R5 задають робочу точку (зміщення) першого каскаду. Зміною номіналу резистора R5 потрібно домогтися встановлення на виході (точці Х) підсилювача JLH половини напруги джерела живлення. При вихідному постійній напрузі рівному половині напруги живлення підсилювач віддає максимальну потужність з мінімальними спотвореннями.

Топологія підсилювача JLH дуже лаконічна і вишукана: Перший каскад із загальним емітером, за ним йде фазоінверсного каскад і потім двотактний вихідний каскад працює в класі А.

Опір навантаження і номінали елементів

Переклад оригінального тексту :

(... Кремнієві транзистори NPN, зроблені по планарной технології прекрасно працюють на високих частотах, що сприяє стійкій роботі підсилювача на реактивну навантаження, якої є акустична система. (Це пише Джон Лінслі Худ в 1969 році про недавно освоєні промисловістю біполярні транзистори з граничною частотою 4 МГц ). Мені не вдалося знайти комбінацію значення ємності та індуктивності для навантаження, які б привели до порушення підсилювача. У своїх експериментах я помітив, що навантаження зі значною індуктивністю може привести до нестійкості підсилювача. для усунення можливого самозбудження підсилювача досить зашунтувати резистор R3 конденсатором невеликої ємності . При цьому смуга робочих частот кілька обмежується вище 25 кГц ...)

Підсилювач без проблем працює з навантаженням опором від 3 до 16 Ом. Для отримання максимальної вихідної потужності і мінімуму спотворень номінали декількох резисторів і конденсаторів слід змінити. Оптимальні номінали резисторів і конденсаторів для різних опорів навантаження вказані в табл.1:

У таблиці вказана залежність необхідного напруги живлення, струму спокою, вхідної змінної напруги і номіналів окремих елементів від опору навантаження. При напрузі живлення понад 30 Вольт транзистор Tr 3 типи 2n697 потрібно замінити на транзистор типу 2n1613, а вхідні транзистори Tr1 і Tr2 типу mj480 на тип mj481.

Щоб підсилювач не перегріватися, вихідні транзистори повинні бути встановлені на радіатори з площею поверхні не менше ніж 1500 кв.см. на вихідний транзистор. Кожен вихідний транзистор в постійному режимі розсіює потужність від 17 до 25 Ватт. Це плата за простоту схеми, режим роботи вихідного каскаду в класі А і високу якість звучання.

Підсилювач JLH має невелике вхідний опір і для його узгодження з попередніми пристроями та отримання мінімальних спотворень вихідний опір попереднього підсилювача або CD плеєра має бути низьким, і не перевищувати декількох кОм.

Підбір транзисторів

Джон Лінслі Худ провів безліч експериментів, щоб з'ясувати, як залежать спотворення і вихідна потужність підсилювача від характеристик транзисторів. Автор з'ясував пряму залежність величини спотворень від ідентичності коефіцієнтів посилення пари вихідних транзисторів. При цьому, чим точніше були підібрані транзистори за коефіцієнтом посилення і зворотному току колектора в вихідному каскаді, тим менше були нелінійні спотворення підсилювача. Спотворення досить сильно залежали і від абсолютного значення статичного коефіцієнта передачі струму транзисторів. Чим більше був h21е, тим менше були спотворення.

Мінімальні спотворення і максимальну якість звучання були досягнуті застосуванням в вихідному каскаді ретельно підібраною пари вихідних транзисторів з коефіцієнтом посилення по струму не менше 100. В фазоінверсного і першому каскадах підсилювача так само потрібен жорсткий відбір транзисторів за максимальним значенням статичного коефіцієнта посилення.

При цьому марка транзисторів і фірма виробник на кінцеві параметри підсилювача впливала набагато менше, ніж ідентичність характеристик і високий статичний коефіцієнт посилення.

Заміна вхідного транзистора 2N4058 компанії Texas Instruments на 2N3906 від Motorola ні на характеристики приладу звучання істотного впливу не справила. Чого не можна сказати про їх статичному коефіцієнті посилення. Так зі значенням цього параметра у вхідному каскаді = 150 спотворення підсилювача були на 30% більше, ніж з транзистором, які мали h21е = 250.

Максимальний вплив на рівень спотворень підсилювача JLH надають транзистори вихідного каскаду. У таблицю зведені результати експериментів Джона Лінслі Худа для транзисторів з різними коефіцієнтами підсилення (h21е) Табл.2:

Згідно таблиці, загальні нелінійні мінімальні, коли коефіцієнти посилення базового струму (h21е) транзисторів у вихідному каскаді максимальні за абсолютним значенням і рівні між собою. Якщо можливість точно підібрати транзистори відсутня, то транзистор з найбільшим коефіцієнтом посилення потрібно використовувати в нижньому плечі як Tr1. Найменші спотворення були отримані при підборі транзисторів з ідентичними коефіцієнтами підсилення не в статичному режимі, а при струмі колектора близьким до струму спокою.

Це розробка десь кінця 80-х. За цей час показала себе гідно і універсально: годиться як для любителів якісного звуку (складав для себе), так і для музикантів, яким потрібна потужність.

Короткий ліричний вступ. Свого часу був дуже популярний підсилювач, опублікований в журналі "Радіо" 72г. Я теж повторював цю схему. Недоліки її відомі багатьом, хто її повторював: невисока лінійність, слабка стійкість на ІНЧ, недостатня стійкість по ВЧ (від чого в схему введений коригувальний кондиціонер), завузький частотний діапазон, і ще щось, чого зараз не пригадаю. І головне - звучання залишало бажати кращого.

Такого у себе вдома я терпіти не міг: вуха свої - НЕ казенні :) Перше, з чого я почав модернізацію - заміна вихідного трансу. Зміни, внесені в вихідний транс напрошувалися самі собою - посилити зв'язок обмоток зворотного зв'язку (ультралінейной) з іншими обмотками, ніж зменшити Кг на вищих частотах, і поліпшити частотні і фазові характеристики вихідного каскаду. У тому варіанті, що я застосував в новій конструкції вдалося розширити частотний діапазон, підвищити стійкість на ВЧ, знизити вихідний опір. Звучання помітно покращився, але тепер вся схемотехніка (клон т.зв. "схеми Вільямсона") стала здаватися притягнутою в Hi-Fi за вуха - виконана якось "в лоб", слабкою ланкою залишалися слабка стійкість з ООС на інфранизьких частотах, підвищені нелінійні і частотні спотворення (особливо на ВЧ).

Подальше вдосконалення вилилося в повній відмові від цієї схеми. Було перепробувано багато різних схемотехнічних рішень. Спроби знайти оптимальний варіант привели до того висновку, що пропоную. Hа вході я застосував Каскодний УН з високою лінійністю, далі - фазоінверсного каскад з розділеною навантаженням, що має найбільшу лінійність. При цьому пов'язав я їх безпосередньо, щоб зменшити фазові зрушення по шляху проходження сигналу. На виході, правда залишився знайомий ультралінейной вихідний каскад з невеликими змінами (з метою зручності наладки і підвищення стійкості), і, як уже говорилося з поліпшеним вихідним трансом. На схемі я умовно розділив попередні каскади, зв'язка триодов в якому власне і є моїм ноу-хау;), і вихідний каскад, замість якого можна прісоедінмть будь-який відповідний. При правильно виготовленому і налагодженому усілякими, максимальні амплітуди на керуючих сітках вихідних ламп повинні бути не менше 80В в навантаженні 47к. А це дало можливість повністю розгойдати 6П45С. І що важливо, при всіх своїх перевагах схема виявилася навіть простіше тій, від якої довелося йти.

В результаті вийшов підсилювач зі звучанням, яке (при належних заходи), цілком може претендувати на hi-end;) Підсилювач абсолютно стійкий, тому його можна використовувати як з глибокої ООС, так і взагалі без неї - лінійність всіх каскадів забезпечує малі спотворення і з розімкнутої петлею ООС.

З двох 6Р3С, мені вдавалося отримати> 150Ватт, з двох 6П45С -> 220;), а у варіанті з сітковими струмами (спеціально для музикантів) - 400ватт пікової потужності! Але та схема вже помітно відрізняється від наведеної.

Докладні параметри підсилювача я зараз навести не можу - давно не міряв. Тим, кому потрібен звук а не параметри, інформації для повторення я дав досить, а якщо дуже потрібно, можу (хоч і дуже в лом) переміряти. Для журналу переміряв б напевно. А тут і так зійде: o)

Що стосується налагодження, то вона проста:

1. зібрати стандартну схему вимірювання параметрів;
2. відключити ООС;
3. включити підсил і прогріти катоди;
4. резисторами R10 і R11 виставити струми спокою вих. ламп 30 ... 60мА (0,06 ... 0,12В на катодах), але обов'язково однаковими;
5. без подачі сигналу на вхід, Регул R2 виставити на катоді фазоинвертора 105В;
6. подати сигнал на вхід до отримання напруги на навантаженні 15 вольт (для 6-омного варанта);
7. резистором R9 виставляється мінімум 2-й гармоніки на виході;
8. відновити ООС (не обов'язково).

Пункт 7 можна пропустити, якщо замінити R8 і R9 на один, опором 12к (це може на якість навіть ніяк не вплинути, особливо з ООС).

Для живлення підсилювача знадобилися додаткові напруги: 410В (10мА / канал) і стабілізована 68В (б / т). На схемі показаний ідін з варіантів їх отримання з наявних. Тут можна зробити по-різному. У мене, наприклад, є джерело стаб. + 220 для харчування підсилювача, так я +68 отримав дільником.

Свого часу схема була оповита комерційною таємницею :). Тепер please - нехай хто хоче спробує. Повторюся, що зв'язка УН-ФМ універсальна, і може бути використана для розкачки різних вихідних PP каскадів (тріодних, пентодная, класу А, АВ). Для кожного конкретного випадку можливо доведеться провести перерахунок деяких елементів, що робиться дуже легко. У цьому я можу надати допомогу нужденним.

P.S: Подібної переробці добре піддаються підсилювачі "Прибой" - якість помітно поліпшується.

список радіоелементів