В статье предложен ламповый усилитель мощности ЗЧ на триодах с гальванической связью между каскадами. Симметричная структура с входным дифференциальным каскадом и выходным каскадом мощностью до 11 Вт построена без введения общей обратной связи. Применение двух простых выходных трансформаторов позволяет разделить спектр ЗЧ на полосы без специального кроссовера.
Предлагаемый ламповый УМЗЧ обеспечивает хорошее качество звучания, имеет неплохие технические параметры при сравнительной простоте схемного решения. На сайте radiochipi.ru представлена схема усилителя. К его особенностям следует отнести симметричную схему всех каскадов, но входной сигнал поступает только на один из входов, на сетку триода VL1.1. Второй вход соединён по переменному току с общим проводом. Это позволяет при необходимости создать симметричный вход.
Входной сигнал поступает на дифференциальный каскад (он же выполняет функцию фазоинвертора) с несимметричным однофазным управлением, образованный двумя каскодными структурами на двойных триодах VL1 и VL2 с параллельным питанием анодных цепей. Высокое усиление в таком каскаде достигается за счёт большой крутизны анодносеточной характеристики ламп 6Н23П (12,7 мА/В) и значительного усиления триодов 6Н2П (около 100). Благодаря такому построению и перекрёстным связям в катодах 6Н23П достигаются хорошая симметрия плеч дифференциального каскада, его устойчивость к изменению напряжения питания и чувствительность, достаточная для работы не только с проигрывателем компактдисков, но и со звуковой картой компьютера.
Основные технические характеристики лампового усилителя
Максимальная мощность, Вт 11
Коэффициент гармоник (f = 1 кГц, Р= 1 Вт), % 0,84
Коэффициент гармоник на номинальной выходной мощности 8,2 Вт (f = 1 кГц), %, не более 1,6
Полоса воспроизводимых частот, Гц 30…20000
Чувствительность при С5 = 100 мкФ, В 0,15
Уровень шума и фона, дБ -80
С анодов лампы VL2 усиленный сигнал поступает в противоположных фазах на сетки триодов VL3.1, VL3.2 выходного каскада, построенного на лампе 6Н13С. В усилителе предусмотрена регулировка соотношения напряжений смещения на сетках выходных триодов с помощью переменного резистора R11. Это особенно важно для радиоламп 6Н5С, 6Н13С, имеющих заметный разброс параметров триодов. Низкие и средние частоты полезного сигнала воспроизводятся через трансформатор Т1 головкой ВА1 (8 Ом), а верхние — через трансформатор Т2 головкой ВА2 (8 Ом). Применение отдельного трансформатора Т2 для высоких ЗЧ (ТВЗ1 9 илиподобный ему) вызвано двумя причинами.
Трансформатор Т1 (унифицированный ТН36127/22050 Гц) имеет спад АЧХ выше 5 кГц, который необходимо компенсировать. Применение дополнительного выходного трансформатора позволяет включить ВЧ-головку непосредственно к его вторичной обмотке, что уменьшает интермодуляционные искажения и улучшает демпфирование основного резонанса головки.
Чувствительность УМЗЧ можно изменять в пределах 0.15…1 В выбором ёмкости неполярного конденсатора С5 от 0 до 100 мкФ. При максимальном её значении чувствительность усилителя наибольшая — 0,15 В. Блок питания УМЗЧ собран по симметричной схеме удвоения, но в фильтре выпрямителей вместо дросселей использованы резисторы R12 и R13 (мощностью 7… 10 Вт). Такая схема питания ламп компенсирует влияние изменений анодного напряжения выходного каскада и смещения на сетках VL3.1 и VL3.2 при работе усилителя.
Налаживание усилителя проходит в два этапа. Сначала к вторичной обмотке выходного трансформатора Т1 подключают эквивалент нагрузки ВА1 в виде резистора сопротивлением 8 Ом и мощностью 10 Вт. Включают только нижний (по схеме) источник питания (+220 В). Подбором резистора R10 устанавливают необходимое смещение для выходных ламп, соответствующее падению напряжения 80 В на резисторах R3 и R4. Движок переменного резистора R11 при этом устанавливают в среднее положение. Затем включают верхний (по схеме) источник питания +440 В. Ток покоя каждого из выходных триодов при заданном смещении (80 В) должен быть примерно в пределах 7…8 мА. На вход УМЗЧ подают синусоидальный сигнал частотой 1 кГц и амплитудой 1 В.
Баланса плеч фазоин вертора добиваются подстройкой резистором R11 любым из двух способов контроля:
- по равномерному (сверху и снизу) ограничению выходного синусоидального сигнала на экране осциллографа;
- на слух, до исчезновения фона переменной частоты. При этом следует заменить эквивалент нагрузки динамической головкой ВА1.
Корпус переменного резистора R11 соединяют с общим проводом или экранируют. Вместо ламп 6Н5С и 6Н13С можно применить триоды 6С19П, по два на канал. Вместо двойного триода 6Н23П допустима лампа 6Н1П. В качестве выходных трансформаторов Т2 можно использовать любые малогабаритные трансформаторы 34 с коэффициентом трансформации не ниже 20, например, ТВЗ1 9 и др. Некоторого улучшения качества для УМЗЧ можно достигнуть, применив октальные триоды не только в выходном каскаде. Если вместо лампы 6Н2П использовать 6Н9С, а вместо 6Н23П — 6Н8С, то чувствительность усилителя немного снизится, но линейность улучшится.
Если вместо двух выходных трансформаторов применить один с послойной секционированной намоткой обеих обмоток [1], то можно дополнительно уменьшить нелинейные искажения в полосе НЧ и расширить полосу рабочих частот. Исключение трансформатора Т2 потребует подключения ВЧ-головки через бумажный или пленочный конденсатор емкостью в несколько микрофарад (зависит от используемых в АС полосовых головок).
В качестве сетевого трансформатора в блоке питания УМЗЧ удобно применить трансформатор ТС180 (или его модификации из старых ламповых телевизоров), обеспечивающий достаточный запас по мощности. Необходимое напряжение со вторичной обмотки можно получить последовательным соединением двух обмоток на 63 В и двух соединённых параллельно обмоток на 42 В (63+63+42 В). Магнитопроводы сетевого и выходных трансформаторов следует размещать в корпусе взаимно перпендикулярно для минимизации магнитной связи через поле рассеяния. Параметры УМЗЧ измерены с помощью осциллографа С107, милливольтметра B338, генератора ГЗ118 и ре жекторного фильтра, входящего в его комплект.
На рис. 2 приведена АЧХ усилителя при мощности = 8.2 Вт. Для продления срока службы радиоламп желательно установить выключатель (тумблер), подающий питающее напряжение на аноды ламп примерно через 20 с после включения их накала. Мощные резисторы в фильтре выпрямителя могут быть заменены дросселями, например Д3150.14. В конструкции стереофонического УМЗЧ в качестве регуляторов громкости применены переменные резисторы с кривой регулирования типа В. Остальные резисторы — либо импортные (с запасом по мощности), либо МЛТ. Мощные резисторы R12, R13 — отечественного производства (например. ПЭВ-10) или импортные. Разброс сопротивления резисторов — не более ±5 %. Подстроечный резистор — СП220.5. СП39 и т. п.. желательно со стопором оси.
Оксидные конденсаторы — например, К5012, К5017, К5031 или импортные. Конденсаторы на входе УМЗЧ (С 1 —С4) могут быть с пленочным или бумажным диэлектриком, хотя их влияние на звук минимально. Более важно качество конденсатора С6, его следует выбрать из пленочных, например, К739, К7317, К782, на напряжение не менее 630 В. При сборке и отладке усилителей следует соблюдать предельную внимательность и осторожность (высокое напряжение).Для оформления усилителя можно воспользоваться рекомендациями, изложенными. например, в [2. гл. 4].
Шасси УМЗЧ можно изготовить из алюминия или стали толщиной соответственно 1.5 и 0.5…0.8 мм. Входные разъемы — RCA (“тюльпаны”), выходные клеммы — с резьбой. Подстроечный резистор в цепи катода желательно расположить как можно ближе к входной лампе. Его корпус соединяют с общим проводом или экранируют. Накальные провода скручивают между собой.Этот усилитель мы изготовили, используя в качестве основы конструкцию старого медицинского аппарата (фото на рис. 3). Лампы защищены от случайных воздействий и касания, а вентиляция через перфорации в корпусе обеспечивает приемлемый температурный режим. Психоакустические характеристики описываемого УМЗЧ сочетают мягкость басового регистра, четкость вокала, “объемность”, пространственность звучания.
