Гибридный ламповый усилитель своими руками

Журнал практической электроники Datagor.ru

Гибридный усилитель для наушников на 12AU7 + IRF610

Драйвер на ОУ для лампового усилителя. Строим гибридный однотактник

Предлагаю вашему вниманию концепцию построения гибридного однотактника, на разработку которого меня натолкнули статьи «Карманный гадкий утёнок, или Pockemon-I» Олега Чернышева и «Лампово–полупроводниковый УНЧ» (ж. Радио № 10 за 1997 год).

В первой статье описывается ламповый усилитель, выходной каскад которого охвачен цепью параллельной отрицательной обратной связи (ООС). Автор сетует на возможную критику за несовременность подобного схемотехнического решения (ООС да еще и по первой сетке). Однако, подобные решения повсеместно использовали в золотую пору лампового звукостроения. Смотри, например, статью «Радиола Урал-52» (ж. Радио № 11 за 1952 год).

Мне нравится простота реализации такой ООС: количество элементов в цепи обратной связи всего два, причем это резисторы и один из них, как правило, служит нагрузкой драйверного каскада. Такая ООС не требует адаптации к типу используемой выходной лампы (в разумных пределах). Но! В той же статье, автор, приводя расчетные формулы, говорит о том, что необходимо в зависимости от выходного сопротивления драйверного каскада, корректировать номиналы резисторов цепи обратной связи.
Сколько «возможностей для творчества»! Поставил другую лампу – перепаяй и парочку резисторов. Мне показалось это неправильным.

В своей статье я предлагаю решение этой «заморочки».

Источник

Гибридный усилитель для наушников: лампа 6AQ8 (6Н23П) + IRF540

Содержание / Contents

↑ Схема и плата

После прослушивания и сравнения понял, что устройство имеет право жить. Усиление достаточное, чтобы использовать его с любыми наушниками.

Развел печатную плату самого усилителя и отдельно блока питания. Внутренняя высота корпуса 53 мм. В связи с этим решено было поместить плату усилителя вертикально, т.к. в обычном положении высота платы с лампой около 7 см.
Вот плата усилителя.

А это плата блока питания.

Обратите внимание, как разведена «земля» на ней. Все сведено в одну точку на минус эл. конденсатора стоящего первым после диодного мостика. Перенести детали с макета на платы не составило труда.

Сетевой трансформатор применил мощностью 40 Ватт. Первичная обмотка 220 В. Вторичные: 26, 11, 6,7 Вольт. 26В — для анодного напряжения, а 6,7В для накала лампы.

Вот так выглядят собранные платы.

Прослушивание после сборки показало, что все собранно верно, фона нет.

Осталось собрать все это в корпус. Примерно так.

А вот законченный вариант сборки.

↑ Нюансы монтажа

Все по порядку. Сетевой разъем на задней панели имеет встроенный предохранитель, земляной вывод тут же рядом закреплен на корпусе. Затем провод к блоку питания пропущен тремя витками через ферритовое кольцо. Напряжение поступает через выключатель на стандартный сетевой фильтр, с него на винтовые клеммы.

Все провода, несущие переменное напряжение свиты. Так красные провода – первичная обмотка 220 Вольт. Оранжевые провода — вторичная обмотка 26 Вольт поступает на винтовые клеммы, дальше выпрямитель, стабилизатор и фильтра.
Обратите внимание на нижний правый угол БП. Минус БП не соединен непосредственно с корпусом устройства, а через резистор 100 Ом на винтовую стойку к корпусу, это важно!

Дальше желтый и черный провод — это 24 Вольта стабилизированного напряжения для питания усилителя. Сигнальные линии выполнены цветными проводами от компьютерного сетевого кабеля, они тоже между собой свиты и расположены перпендикулярно силовым линиям усилителя. Короткий провод от регулятора громкости — экранированный. Сине-белый провод питает светодиод индикации включения усилителя.

На задней панели входной сетевой разъем со встроенным предохранителем, входные разъемы, которые не имеют общего контакта с корпусом.

На передней панели расположен регулятор громкости, сетевой выключатель с подсветкой-индикатором включения и разъем для подключения наушников.

Накальные провода, зеленые, свиты и припаяны непосредственно к ламповой панельке.

Теперь обкатка, прогрев и прослушивание усилителя.

Вот какую картинку мы видим на осциллографе при подаче на вход сигнала 1 кгц 300 мв при полной громкости.

Согласитесь, что очень даже не плохо!
Вот и все, закрываем корпус и наслаждаемся своей любимой музыкой!

↑ Файлы

Печатная плата усилителя
▼ 6AQ8_new.zip 6,38 Kb ⇣ 295

Печатная плата блока питания усилителя
▼ BPirf510.zip 13,7 Kb ⇣ 261

Буду рад ответить на ваши вопросы!
С уважением!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Источник

РОССИЙСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ

Лампово-транзисторный усилитель

Лампово-транзисторный усилитель

Сообщение Вячеслав » 10 фев 2020, 10:28

через 1 мин. 3 сек. в совокупности одновременного включения всех каскадов и элементов усилителя, за это время на выходе УМЗЧ устаналивается «0»), реле разряда затворов ПТ и задержки включения АС, принудительное охлаждение игольчатых радиаторов, площадь каждого из которых = 1100 см2,
стрелочные индикаторы уровня входного сигнала.

6,3в) посредством удвоителя напряжения постоянного тока, важно, чтобы минусовой провод кулера не имел соединения с «землей». В качестве проводников использованы медные провода сечением от 0,35 до 2,5 мм2 в зависимости от токовой нагрузки, от регулятора громкости к платам УМЗЧ – кабель «Luxman Cable», выход на АС – «Premiеr OFC HI-FI Standart Cable и Monster XP HP».
Настройка усилителя проста, но требует внимания и осторожности:
– R9 устанавливаем в такое положение, чтобы между Базой и Эмиттером VT1 было максимальное сопротивление, и включаем усилитель. Прогреваем 3 минуты, крутим R6 – устанавливаем «0» на выходе (эта схема не имеет устройства поддержания нулевого потенциала на выходе-интегратора), затем осторожно крутим R9 – устанавливаем ток покоя выходных транзисторов. Ток контролируем, измеряя падение напряжения, на любом из R15, R16 оно должно быть, например: 110 мВ, что соответствует току через выходные транзисторы 330 мА. Выбор тока покоя индивидуален – все зависит от имеющихся в распоряжении радиаторов, вентиляторов и типа используемых транзисторов. По истечении 30 минут ток покоя корректируется.
Детали. R9 – проволочный (многооборотный), входной потенциометр желательно — ALPS. Конденсаторы: *С5, *С6, С7 — от них зависит звучание усилителя, поэтому тип конденсаторов лучше выбрать индивидуально. Выходные транзисторы желательно подобрать в пары по параметрам.
При включении усилителя (в отсутствие узла защиты акустики), в течение около минуты прослушивается фон переменного тока, потом он исчезает. Это явление обусловлено тем, что истоковый повторитель имеет большое входное сопротивление и пока катоды триодов прогреваются, вход повторителя оказывается «подвешенным» и «принимает» окружающие его электромагнитные поля с частотой промышленной электросети. Нужно обязательно реализовать задержку включения и защиты акустики.
Фактически: проводился тщательный подбор всех элементов и очень близко с помощью мультиметров по номинальным значениям. Выбор переходных конденсаторов определяется методом практического прослушивания. Конденсаторы выбираются максимально хорошего качества.
В качестве проходных, межкаскадных конденсаторов использован «бутерброд» из полиэстеровых (лавсан), полипропиленовых, полистирольных и фторопластовых. Коричневые (бордовые)-пленочные, металлизированные на 1 мкф х400в и 6 мкф х400в -могут быть вероятнее лавсановые или полипропиленовые (МРР).
А именно: -1,7 мкф х400в — К78-22,
-0,5 мкф х250в — К71-7,
-2,2 мкф х250в — MIFLEX MKSE,
-0,1 мкф х600в — ФТ-3,
-1 и 6 мкФ х400в.
АЧХ линейна от 3 Гц (расчет.). Выходная мощность с используемой лампой (усиление в схеме около 13, исходя из замеров) при входном сигнале от 0,35 — до 2 вольт и использовании питания +-38в и двух пар вых.транзисторов 2SK1530-2SJ201 – составила от 2,5 до 80 Вт (с использованием нагрузки 6 ом и частоты=1000 Гц). В полном звуковом диапазоне мощность составит около 100-120 Вт (макс.). Просадка питания при максимуме одного канала составляет около 1,5в на одно плечо или же около 3в целиком в БП.
Благодаря использованию 4-х штук данных транзисторов в одном плече значительно повысится демпинг-фактор, снижаются искажения (в особенности при повышенных токах нагрузки). Учитывая данные проведённых и проводимых исследований, в частности, выходных полевых транзисторов 2SK1530-2SJ201,широко применяемых в звуковой схемотехнике, оптимальным током покоя вых. каскада считается — 0,25 А, однако ввиду плотности расположения радиаторов и недостаточной площади их рассеивания, установил по 0,15 А на одну пару (0,3 А на канал). Выходной фильтр: L1-R24-C12 -необходим для предотвращения генерации УМ на СВЧ при изменении сопротивления нагрузки, резисторы в «Затворах» ограничивают ток через выходные транзисторы при пиковых нагрузках. Ограничительные цепочки R16-R17-R20-R21-VD1-VD2-VD3-VD4-служат для предотвращения пробоя выходных транзисторов по напряжению «Затвор-Исток» и обеспечения выравнивания задержек их включения и выключения, соответственно, устраняет (балансирует) разброс токов при переключении.
При использовании в цепи катода лампы конденсатора С1 (3300х10в) увеличивается коэффициент усиления лампы, однако возрастают и нелинейные искажения, но спектр гармоник при этом расширяется. При всем этом следует добавить хорошие объективные оценки качества звучания ламп 6Н6П. Выходное сопротивление лампового каскада около 400-600 ом, внутреннее сопротивление лампы 1,8 ком.
В ходе настройки ламповых каскадов: токи потребления анодами составили по 28 мА, что вполне соответствует режимам, потребление мощности одного из триодов каждого канала составила 151 в х 28 мА = 4,23 Вт (при предел. доп.= 4,8 Вт), двумя чуть более 8 Вт. При установке токоя покоя пришлось подбирать в термостабилизаторе R*8= до 1 ком, иначе ток был значительно завышен. «0» (ноль) на выходе выставлен. В идеале при напряжении в сети

220в, дрейф «0» хорошо держится, но с изменением

220в в ту или иную сторону, соответственно, не существенно изменяется. Переменный фон на выходе мультиметр зафиксировал 0,4 и 0,8 мВ. Пришлось применить и использовать в целях надежности эксплуатации усилителя: реле разряда анодного питания и реле ускорения разряда емкостей на затворах выходных полевых транзисторов и емкостей узлов включения задержки и защиты акустики – сразу после выключения аппарата, когда происходят физические процессы по саморазрядным, восстанавливающимся переходным процессам.
Данные с осциллографа С1-94 с использованием генератора звуковой частоты и нагрузки в виде нихромовой проволоки,
т.е. амплитудные значения:
Входное напряжение,В Выходное напряжение,В Выходная мощность,Вт
0,5 5,6 5,3
1 13 28
1,5 18 54
2 25 104
2,5 30 150
2,9 32 170

Действующие (реальные) значения:
Входное напряжение,В Выходное напряжение,В Выходная мощность,Вт
0,35 3,9 2,5
0,7 9,1 14
1,05 12,6 26,5
1,4 17,5 51
1,75 21 73
2 22,4 80
— Синусоида ровная и чистая на частоте 1 кГц.
В качестве вторичных обмоток трансформаторов требуются:
— 9 в (для стабилизированного питания накала ламп Iнагр.>= 2 А),
— 280 в (для стабилизированного питания анодов ламп Iнагр.>= 0,1 А),
— 2 х 30 в (для питания оконечного усилителя Iнагр.>= 4 А, Ртр-тра= 250-300 Вт),
— 22 в (для питания реле модулей включения защиты и акустики, а также реле разряда анодного питания и затворов выходных ПТ,
Iнагр.>= 0,3 А),
— 6,3-20 в (для питания кулеров, Iнагр.>= 0,6 А),
— 15 в (для питания стрелочных индикаторов Iнагр.>= 0,2 А).
Все комплектующие усилителя разместил в корпусе из-под ресивера «PIONEER», вес изделия составил — 15кг. На задней панели корпуса расположил регуляторы чувствительности стрелочных индикаторов.
К недостаткам с моей точки зрения можно отнести:
-недостаточную чувствительность, хотя для комфортного прослушивания в комнате вполне достаточно (сред.вых.сигнал CD-плеера около 0,2-0,6в),
-отсутствие интегратора, поддерживающего нулевой потенциал на выходе усилителя,
-еще, может быть, отсутствие селектора входов.
Узлы усилителя выполнены на печатных платах ручной разработки, некоторые доработки пришлось вносить навесным способом на контактных колодках, т.к. основные платы уже были готовы, да и места свободного просто нет.
Учитывая вышеизложенное, в частности связанное с небольшой чувствительностью, мной было принято решение дополнить данный усилитель предварительным (ламповым) и прежде всего из-за добавки баса. Предусилитель на 6Н2П-ЕВ (с регуляторами тембра)– абсолютно не испортил реальное звучание гибридника, напротив: добавил драйва, низких частот, сочности, энергии! (Представлен на сайте отдельной темой).
О звуке:
Звук контрастный, вследствие чего проявляется достаточно высокая детальность и глубина сцены. Бас сочный и упругий, явно выраженная середина отчетливо подчеркивает вокал. Высокие в полном достатке, абсолютно нет каких-либо ограничений. Возможный, так называемый «песок», «писки» на ВЧ сглажены, округлены, что как бы исключает «транзисторное» звучание, которое не утомляет, даже при длительном прослушивании. Он мягок, приятен, по-своему необычен в отличие от привычных стандартов. Достоинства звука особенно проявляются, раскрываются при прослушивании джаза, блюза, вокала, классики, а также при использовании струнных, духовых инструментов.
Полагаю не последнюю роль в этом сыграли и примененные стабилизации анодного напряжения и накала ламп. В колонках абсолютная тишина, даже, если вплотную приблизить ухо. «0» на выходе выставлен и поддерживается, однако с изменением напряжения в сети, незначительно изменяется в ту или иную сторону в пределах 10-20мВ. Учитывая все примененные схемотехнические решения, усилителю желателен стабилизатор напряжения сети. Сетевой шнур: 3х1,5мм2 с «земляным» проводом.
Оговорюсь, некоторые теоретические выдержки взяты из дополнительных источников, возможно они здесь лишние.
Учитывая насыщенность, определенную сложность, введение и предназначение используемых схемных решений, а также дизайн, полагаю данный «Гибридный усилитель» можно отнести к высокому классу!
Фото:

Источник