Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ламповый усилитель мощности: АС2, ЕL12, AZ12

Ламповый усилитель мощности: АС2, ЕL12, AZ12

Ламповый усилитель мощности был построен по просьбе любителя музыки из Москвы, увлекающегося нестандартными техническими решениями и винтажной техникой.

Усилитель должен был работать в составе звуковой системы, в идеологии так называемой асимметрии. Владелец системы много чего попробовал, у него побывало немало винтажных, фирменных и авторских ламповых усилителей. В процессе длительной переписки и обсуждения музыкальный пристрастий заказчика, было принято решение – строить ламповый усилитель мощности по однотактной пентодной схеме. Были выбраны лампы: Выходная EL-12 Telefunken раннего выпуска с серебряной юбкой. Входная — AC2. Для питания был применен винтажный кенотрон AZ12. Набор ламп — классика ламповых усилителей 30-х и 40-х годов для кино.

Для построения лампового усилителя мощности была применена «эзотерическая» схемотехника: Однополупериодная схема выпрямления анодного напряжения и «подземное», фиксированное смещение выходной лампы. Применение в смещении балластного резистора, установленного между холодным выводом высоковольтной вторичной обмотки силового трансформатора и землей — древний прием, встречающийся в ламповой технике, выпущенной до второй мировой войны.

Шасси и монтаж

Ламповый усилитель мощности собран на шасси старого двухтактного аппарата Siemens, который использовался как трансляционный усилитель в Третьем Рейхе. С точки зрения аутентичности — компромиссы при создании этого аппарата были минимальными. Почти все детали, кроме входных клемм и электролитических конденсаторов, были произведены в Германии 30-х годов.

Монтаж лампового усилителя мощности выполнен навесным способом, а в качестве опорных стоек применены выводы самих элементов. Шасси довоенного трансляционного лампового усилителя оказалось для такой конструкции весьма подходящим. Часть земляной шины, проходящей вдоль всего шасси, и некоторые оригинальные пайки я оставил в неприкосновенности. Уверен, что в старых пайках и проводах находится частичка той самой музыкальности, которую в погоне за сверхвысоким разрешением растерял современный Hi-End. Земляную луженую шину с оригинальными пайками здесь, как и в других ламповых усилителях, собранных на оригинальных довоенных шасси, я старался не трогать, т.к. она задает характер звука всего аппарата.

В Г-образном регуляторе громкости установлен переменный резистор фирмы Розенталь (немецкий проволочный). Входное сопротивление лампового усилителя мощности получилось довольно низким, что о для звука, в данном случае — оказалось лучше. Выходные клеммы – винтовые зажимы 20-х годов прошлого века родом из Англии. Выводы вторичной обмотки трансформатора подпаяны к выходным клеммам без промежуточных проводов.

У резисторов, установленных в самых ответственных местах, удалены ножки. Вместо ножек подпаяны (к проволочным – прикручены) провода, сделанные из моно-жилы Klangfilm. Резисторы, установленные в катоды ламп входного каскада – самодельные из провода высокого сопротивления «константан» начала двадцатого века. Ламповый усилитель мощности потребовал серьезно отнестись к каждому элементу, поэтому катодные резисторы намотаны бифилярно на самодельных деревянных каркасах.

Трансформаторы

Данный ламповый усилитель мощности имеет два самодельных выходных трансформатора на немецком железе 30-х годов. Железо добывалось из разных аппаратов, имеет один типоразмер и собрано в пакет «бутерброд». Обмоточный провод тех же годов получен из катушек подмагничивания старых динамиков.

Выходные трансформаторы собраны на железе с сечением 12 кв.см. При полной мощности на нагрузке 8 Ом они имеют полосу пропускания: 17 Гц – 35 кГц по уровню 0,7.

Силовой трансформатор – оригинальный Siemens 1939 года. Не гудит, хотя сильно греется, а звучит — просто прекрасно. Для сглаживания пульсаций анодного напряжения поставил оригинальный дроссель из лампового кино усилителя.

Читайте так же:
Светодиодные лампочка подключение с розеткой

Межкаскадные конденсаторы

Все конденсаторы между каскадами лампового усилителя мощности, старинные бумаго-восковые Siemens 1935 года выпуска в стеклянных корпусах (чем-то похожи на стеклянные трубки с наполнителем). Конденсаторы оснащены новыми проволочными выводами из старинного провода. Проходные емкости были проварены в парафино-восковой смеси и залиты, как было в традициях 30-х годов – гудроном. Такие емкости попадаются мне не часто, они отличаются натуральной передачей тембров, свободной динамикой и очень выразительной, особенно на вокале – серединой.

В сравнении с такими «самопальными» конденсаторами — современные «Jensen capacitors» и прочие, супер дорогие аудиофильские емкости — катастрофически проигрывает по передаче «жизни», несмотря на их детальность и высокое разрешение.

Входной каскад и режимы работы ламп

Входная лампа AC-2 Valvo является одной из самых музыкальных, если ее сравнивать с другими триодами косвенного накала со средним/высоким коэффициентом усиления (МЮ — 30). По звуку она на голову выше, чем распространенная 6Н8С и все ее клоны. АС2 раньше устанавливалась во входные и драйверные каскады легендарных ламповых усилителей мощности Klangfilm.

Лампа AC-2 Valvo относительно редкая, сейчас ее можно купить на E-Bay. У коллекционеров попадаются хорошие и почти не работавшие экземпляры, т.к. до ВОВ эту лампу ставили в очень многие ламповые радиоприемники. Входной каскад лампового усилителя мощности построен по обычной схеме с резистивной нагрузкой.

Выходные каскады на лампах EL12 работают в пентодном режиме. Их экранные сетки получают питание напрямую от выпрямителя анодного напряжения без лишних компонентов.

На первичной обмотке выходного трансформатора включена «выравнивающая» RC цепь, обязательная в ламповом усилителе, построенном на пентодах. RC цепочка была составлена из благозвучных винтажных компонентов 30-х годов (красные резисторы и стеклянные конденсаторы Siemens). Она выравнивает отдачу громкоговорителя, так как у пентодного усилителя с ростом импеданса громкоговорителя растет уровень выходного сигнала, что приводит к подъему ВЧ и нарушению тонального баланса.

Смещение выходного каскада лампового усилителя мощности организовано с помощью «подземного» резистора, включенного между высоковольтным выводом вторичной обмотки силового трансформатора и землей. Это мой любимый способ организации смещения. Его раньше повсеместно применяли в кинотеатральных ламповых усилителях Telefunken.

Такой «подземный» способ обладает свойствами автоматического смещения, но при этом звучит как фиксированное — ясно и четко.

Выпрямитель анодного напряжения «эзотерический» однополупериодный, на кенотроне AZ12. Силовой трансформатор лампового усилителя мощности нагружен на полную мощность и прилично нагревается в процессе работы. Конструктивно он открыт, так как любой колпак ухудшает тепловой режим.

Звук

Аппарат имеет высочайшую разрешающую способность и яркий, терпкий звук с взрывной динамикой. Басовый регистр лампового усилителя мощности оказался на удивление собранным и мощным, и не проигрывает даже очень хорошему триодному усилителю (Я его сравнивал с однотактным аппаратом на AD1).

P.S. Собрать аппарат идентичный описанному довольно сложно. В первую очередь из-за того, что в этом ламповом усилителе мощности применено оригинальное немецкое шасси и силовой трансформатор, которые редко попадаются на аукционе E-Bay.

Мастер

Не откладывая дело в долгий ящик, я созвонился с данным мастером, договорился о встрече, погрузил свои колонки в машину и поехал к нему в загородный дом. По иронии судьбы, я этого человека уже лет 20 как наблюдал на местном радиорынке, но, к сожалению, не был с ним лично знаком.

Если коротко, то мне был проведен ликбез по ламповым усилителям, в которых я разбирался лишь в общих чертах. Конкретно про мою ситуацию (трехполосные колонки с низкой чувствительностью) было сказано, что ситуация сложная, но решаемая. Как раз в наличии оказался подходящий усилитель на мощных лампах (КТ-150), который еще не успел забрать заказчик. Я обещал высказываться сдержано, поэтому подробно свой культурный шок описывать не буду. Скажу лишь, что это было именно то, что я искал. Но больше всего порадовал сам мастер, очень душевный человек, для которого аудиотехника ни коем образом не бизнес, а дело всей жизни. Раз ни о каких заоблачных ценах речи не шло, мы быстро договорились. Сразу же заказал себе такой же усилитель, а заодно и ламповый же фонокорректор, т.к. проигрыватель винила в моей системе тоже имеется. Единственное что, меня не устроил внешний вид аппаратов. Поэтому я решил изготовить корпуса на заказ.

Читайте так же:
Патрон для лампы накаливания с выключателем

Устранение помех

Позже нужно устранить низкочастотный фон, если, конечно, он присутствует. Также важным пунктом является выбор точки заземления. В этом случае можно применить один из вариантов:

  • Тип соединения – звезда, при котором все «земляные» проводники соединяются в одну точку.
  • Второй способ – прокладка толстой медной шины. На нее необходимо распаивать соответствующие элементы.

Вообще, лучше самостоятельно найти точку заземления. Это можно сделать, определив уровень низкочастотного фона на слух. Чтобы это сделать, нужно постепенно замкнуть все сетки ламп, которые расположены на земле. Если при замыкании последующего контакта снижается уровень низкочастотного фона, то вы нашли подходящую лампу. Чтобы добиться желаемого результата, необходимо экспериментально устранять нежелательные частоты. Также нужно применить следующие меры, чтобы улучшить качество своей сборки:

  • Чтобы сделать цепи накала радиоламп, нужно применить скрученный провод.
  • Лампы, которые используются в предварительном усилителе, нужно закрывать заземленными колпаками.
  • Также заземлить необходимо корпусы с переменных резисторов.

Если вы хотите питать накал ламп предварительного усилителя, можно применить постоянный ток. К сожалению, это требует подключения дополнительного блока. Выпрямитель будет нарушать стандарты лампового усилителя Hi-End, так как это полупроводниковый прибор, который мы использовать не будем.

Плюсы и минусы усилителей на лампах

Истинные аудиофилы знают, что ламповый звук не идет ни в какое сравнение с тем, который выдают самые современные усилители на транзисторах и микросхемах. Качество такого звучания неоспоримо, поскольку только лампа способна выдать чистый, сбалансированный и натуральный звук с мягкими басами и прозрачными высокими частотами.

Основными положительными качествами усилителя являются:

  • превосходное качество звука;
  • красивый внешний вид;
  • длительный срок службы;
  • относительно простая конструкция;
  • надежность устройства;
  • устойчивость к температурным перегрузкам;
  • отсутствие шума, который присущ усилителям на полупроводниках;
  • устойчивость к кратковременным замыканиям под нагрузкой.

Как собрать ламповый усилитель

Но даже у такой техники есть свои минусы:

  • внушительные размеры и вес в отличие от устройств на транзисторах;
  • требуется время на прогрев ламп, как правило, около 5-7 минут;
  • высокое выходное сопротивление, что не позволяет подключить любую акустическую систему;
  • высокая потребляемая мощность и выделение тепла;
  • низкий КПД около 10%.

Читайте также:Как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12 В

Стабилизатор напряжения питания
Защитные резисторы

Каждому радиолюбителю наверняка знаком запах горелого резистора. Это запах горящего лака, эпоксидной смолы и. денег. Между тем, дешёвый резистор может спасти ваш усилитель!

Автор при первом включении усилителя в цепях питания вместо предохранителей устанавливает низкоомные (47-100 Ом) резисторы, которые в несколько раз дешевле предохранителей. Это не раз спасало дорогие элементы усилителя от ошибок в монтаже, неправильно выставленного тока покоя (регулятор поставили на максимум вместо минимума), перепутанной полярности питания и так далее.

Читайте так же:
Сила тока в лампочке фонарика равна 200

На фото показан усилитель, где монтажник перепутал транзисторы TIP3055 с TIP2955.

защита усилителя

Транзисторы в итоге не пострадали. Все закончилось хорошо, но не для резисторов, и комнату проветривать пришлось.

Самые интересные ролики на Youtube

Нередко, во время первого испытания самодельного УНЧ, выясняется, что он фонит (усиливает сигнал помехи частотой 50 или 100 Герц) или воспроизводит ещё какие-нибудь лишние звуки. Особенно хорошо различимы все эти артефакты в отсутствие полезного сигнала на входе.

Причиной возникновения помех может быть, либо возбуждение УНЧ на ультразвуковых частотах, либо проникновение пульсаций напряжения питания в полезный сигнал, либо наводки, вызванные внешними электромагнитными полями.

Возбуждение усилителя обычно возникает из-за нарушения работы Отрицательной Обратной Связи (ООС) по постоянному току, например потери емкости фильтра ООС, или неверного расчёта цепей коррекции частотной характеристики УНЧ. Возбуждение легко идентифицировать по току потребления УНЧ и искажению полезного сигнала. В большинстве случаев, сорвать возбуждение УНЧ можно без каких-либо существенных переделок конструкции.

А вот устранить разного рода помехи, связанные с питанием или внешними наводками, и проникающие в усилительный тракт из-за конструктивных недоработок бывает намного сложнее.

Поэтому желательно ещё во время проектирования усилителя знать о возможных «хомутах» и методах их устранения.

Давайте рассмотрим основные причины, вызывающие фон и другие помехи в акустической системе и попробуем в них разобраться с помощью упрощённых эквивалентных схем.

Условные обозначения общей шины и корпуса

Будем считать условное обозначение поз.1 соединением с общей шиной или, проще говоря, с проводом к которому подключается общий провод питания и общий провод полезного сигнала УНЧ. В большинстве усилителей низкой частоты эти два проводника соединены гальванически.

Условным изображением поз. 2 обозначим точку соединения элементов экранирования между собой или корпусом УНЧ, если он металлический.

Печатная плата и навесной монтаж: в чем разница?

Превью топика

Вопрос, который уже не одно десятилетие занимает музыкальную общественность: что лучше раскрывает тональные характеристики усилителя? Ручная сборка и навесной монтаж деталей или автоматизированная установка компонентов на печатных платах? Мы решили привлечь к этой дискуссии трех гуру из мира создания усилителей, чтобы узнать ответ.

Некоторые пуристы утверждают, что усилители, схема которых собрана вручную способом навесного монтажа электроники, всегда звучат лучше, чем те, электронные компоненты которых монтируются на используемых в массовом производстве печатных платах (в англ. – PCB — printed circuit board).

Конечно, по нашим собственным ощущениям хорошая ручная сборка всегда должна быть лучше машинной штамповки. Однако усилители, собранные на печатных платах по своим характеристикам могут превосходить усилители ручной сборки, при условии продуманной и проработанной конструкции. В частности, в новой линейке усилителей Astoria от Marshall используется как навесной монтаж, так и печатные платы.

Навесной монтаж

Начнем с навесного монтажа. Что он, собственно, из себя представляет? В него входит множество различных методов конструирования.

Усилители Fender до 1986 года использовали монтажные панели (так называемые eyelet board) из диэлектрического материала с проделанными отверстиями, компоненты же продевались сквозь эти отверстия и соединялись друг с другом.

Eyelet Board

Разъемы для ламп, а также передняя и задняя панели всегда монтируются навесным способом. Также в конструкции многих ранних британских усилителей применялись бакелитовые полоски с двухсторонними рядами клемм-башенок (turret board), на которые и монтировали компоненты.

Читайте так же:
Подключение лампы в сеть переменного тока

Turret Board

Все это в совокупности является навесным монтажом – когда каждый электронный компонент монтируется вслед за предыдущим на одной или нескольких монтажных панелях.

Этот способ установки компонентов является самым простым, но также и самым трудоемким. Все компоненты должны быть не только вручную припаяны и правильно расположены, но также каждое звено схемы должно максимально соответствовать оригиналу по своим параметрам и характеристикам.

Ранние усилители Hiwatt и оригинальные Matchless создавались с навесным монтажом. На сегодняшний день очень мало серийных усилителей производятся с навесным монтажом, хотя усилители Carr являются одним из известных примеров. Также некоторые компании используют в усилителях обновленные версии «фендеровских» монтажных панелей с отверстиями.

Печатные платы

Первоначально идея сделать токопроводящие медные дорожки на одном куске непроводящего электрический ток материала (диэлектрика) восходят к 20-м годам XX века, но только после Второй Мировой войны их начали изготовлять в больших объемах.

Есть десятки различных видов печатных плат, от самых простых односторонних с медными дорожками на стеклотекстолите (или подобном диэлектрическом материале), до комплексных многослойных и технически сложных плат, используемых в компьютерной и космической технике.

В большинстве случаев в гитарных усилителях стоят односторонние или двухсторонние платы, в которых с одной стороны припаиваются электронные компоненты, а с другой стороны проходят маленькие металлические дорожки, соединяющие все детали схемы в единую конструкцию.

Когда электронный компонент запаивается в плату, он надежно фиксируется в ней, что дополнительно повышает надежность конструкции.

Наиболее важным моментом для производителей в производстве печатных плат является возможность полностью автоматизировать паяльный процесс. Вместо трудозатратного последовательного запаивания каждого компонента, автомат на конвейере может сразу вставить все компоненты в одну плату и опустить ее в ванну с расплавленным припоем, что сокращает временные затраты на производство каждой схемы в сотни раз. Однако, не все так просто. Некоторые типы печатных плат не переносят повторное нагревание и охлаждение – они могут привести к появлению трещин, что увеличивает электрическое сопротивление токопроводящих дорожек, влияя на звуковые характеристики аппаратуры. Увеличение сопротивления в сильноточных местах может привести к тому, что дорожка может попросту сгореть.

Есть еще одно преимущество печатных плат – их однотипность и возможность многократного точного воспроизведения изначального образца. Дело в том, что каскады хай-гейн аппаратуры очень чувствительны – малейшие сдвиги компонентов даже на 1мм могут иногда повлиять на звуковые характеристики усилителя. При ручной сборке схемы невозможно достичь абсолютно одинакового расположения компонентов, по этой причине многие производители Hi-End аппаратуры, в частности, такие как Bogner и Soldano используют печатные платы высокого качества, с большой толщиной платы и толстыми медными проводниками.

Навесной монтаж и печатные платы часто соседствуют друг с другом, используя преимущества обеих технологий. В таких высококлассных усилителях как Royalist от Tone King или Astoria от Marshall используются качественные печатные платы с ручной установкой компонентов и переключателей.

По нашему опыту, лучший результат всегда достигается, когда достоинства обеих методов конструирования сочетаются вместе.

Спросим у экспертов

Все описанное выше наиболее часто встречается в подобных спорах. Но что думают профи? Мы решили узнать у троих именитых проектировщиков звукоусилительной техники, что они думают по этому поводу…

Адриан Эмсли (Adrian Emsley) – проектировщик всех усилителей Orange, от коммерчески успешной серии Crush до ограниченных изданий Custom Shop ручной сборки, которые зачастую собираются при участии самого Эмсли.

«Печатные платы и навесной монтаж имеют несколько главных отличий. Что хорошо в навесном монтаже – можно применять в конструкции большие полиэстровые конденсаторы и достойные резисторы. Эти компоненты оказывают большое влияние на звук создаваемого усилителя. К тому же, навесной монтаж проще обслуживать.

Читайте так же:
Форд фокус 2 выключатель ламп заднего хода

В то же время, нет ничего плохого в использовании качественных печатных плат. Хорошо продуманное расположение компонентов на печатной плате, в отличие от навесного монтажа, позволяет экономить место, это имеет особенное значение в больших и сложных схемах. Толщина медных дорожек в две унции (в метрических размерах – 2,8 мм – прим. переводчика) позволит сделать хорошо звучащий и простой в обслуживании усилитель на печатной плате. Я всегда делаю изогнутые дорожки, без прямых углов или срезов углов – таким образом достигается больше музыкальности и меньше шума.»

Марк Бартел (Mark Bartel) – основатель и разработчик бутиковых усилителей Tone King, которые являются одними из самых желанных в мире, и также известный исследованиями и разработками, применяемыми в усилителях Tone King.

«За последние 25 лет я спроектировал множество усилителей как на печатных платах, так и с использованием разных способов навесного монтажа. Я предпочитаю комбинацию из печатных плат и навесного монтажа для достижения лучшего качества звука и эксплуатационной надежности.

Надлежащее использование хорошо спроектированных печатных плат позволяет получить реальные преимущества над собранными вручную монтажными панелями с точки зрения расположения компонентов, размеров и направления, которые позволяют улучшить звучание и повысить надежность

Важнее всего на стадии проектирования свести к минимуму длину проводов и оптимизировать расположение компонентов. Многие собранные с использованием навесного монтажа схемы выглядят прекрасно, с расположенными в ряд компонентами и длинными линиями проводов с красивыми прямыми углами, но эстетическая сторона зачастую совершенно противоположна тому, что является действительно важным для технической составляющей усилителя.

За прошедшие 23 года мы построили тысячи усилителей с печатными платами, большая часть которых ездит по всему миру на постоянных гастролях. На сегодняшний день не возникло ни одной проблемы с платами в этих усилителях.»

Фил Тейлор (Phil Taylor) — признанный эксперт из Mullard Valve Company, разработчик и основатель компании Effectrode, чьи уникальные педали эффектов нашли свое место в педалбордах таких музыкантов, как Дэвид Гилмор, Питер Фремптон, Билли Корган и других.

«Если вы загляните внутрь старого усилителя Hiwatt, то вы увидите прекрасный пример навесного монтажа, где маленькие компоненты – резисторы и конденсаторы – смонтированы на платах с монтажными лепестками.

Хорошо сделанный навесной монтаж деталей выглядит красиво, однако это трудоемкая и высококвалифицированная работа. Каждый компонент припаивается вручную с осторожностью, чтобы избежать его повреждения. Сравните это с печатными платами, где все медные дорожки химически протравлены в плате. Печатная плата позволяет установить компоненты точно и без повреждений, а также упрощает и ускоряет сборку, позволяя автоматизировать процесс.

Есть также еще несколько преимуществ печатных плат: они позволяют проектировку с дополнительным заземлением, позволяя оптимизировать схему и уменьшить ее размер, а также сводя к минимуму шумы. Вдобавок это позволяет уменьшить длину проводников, а иногда и сократить количество точек пайки, гарантируя высокую целостность сигнала и надежность».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector