Андрей ВРУБЛЕВСКИЙ, Дмитрий ЧУМАНОВ

В последние годы для всего мира характерен устойчивый и интерес к однотактным усилителям. Ими восторгаются, их критикуют, о них спорят. Появилось немало и любительских конструкций, и промышленных моделей, в том числе в самых высоких (до сотен тысяч долларов) ценовых категориях. Можно даже сказать, что мир разделился на два лагеря - ярые поклонники однотактной схемотехники и ее не менее ярые противники.

Сторонники однотактных усилителей указывают в первую очередь на их субъективно определяемые качества: особая чуткость, певучесть звучания, «музыкальность» (последнее слово приходится взять в кавычки, так как не всегда понятно, что именно под ним подразумевается). Доводы противников, напротив, основываются на самых что ни на есть объективных данных Это, как правило, невысокая мощность, ограниченный (как снизу, так и сверху) частотный диапазон, и высокий уровень измеряемых искажений. Можно, конечно, возразить, что фирма «WAVAC» выпустила 100-ваттный однотактный усилитель; что частотный диапазон усилителя «ML2» фирмы «LAMM Industries» составляет 3-80000 Гц без ООС, но, боюсь, эти аргументы покажутся неубедительными, если вспомнить, какой ценой (30-35 тыс. долларов) это все достигнуто.

На фото модный усилитель фирмы «WAVAC» для тугих кошельков

А потому спустимся с небес на землю и попробуем ответить на вопросы, актуальные для большинства любителей музыки: какая мощность реально необходима для прослушивания в домашних условиях и какой приемлемый уровень нелинейных искажений? Кажется, было бы естественным сказать, что, дескать, мощности чем больше, тем лучше, а искажений, разумеется, наоборот. Увы, на деле все не так просто, Высокая мощность достигается переводом выходного каскада в класс АВ, что вызывает неизбежный рост искажений всех видов, а заметного, начиная с нескольких процентов, уменьшения этих искажений можно добиться, только прибегнув к глубокой отрицательной обратной связи, про которую до нас было написано достаточно, чтобы понять - качество звучания с ее помощью повысить не удастся, можно лишь заменить одни искажения другими. Банальный пример: 0.003% гармоник при 100 Вт мощности - цифры, типичные даже для относительно дешевого транзисторного усилителя. Так с чем же связано бедное, даже убогое, лишенное всякой эмоциональности звучание большинства таких усилителей?! За все в этом мире приходится платить, и я рамках одной ценовой категории вам неизбежно придется выбирать между мощностью и качеством.

Но все не так уж безнадежно. На вопрос о необходимой мощности убедительно ответил А. М. Лихницкий в своей статье «Мощность» . Согласно его выводам, акустическая система чувствительностью 90 дБ в паре с усилителем мощностью 10 Вт способна в комнате площадью 20 м2 создать звуковое давление, необходимое для полноценной передачи forte fortissimo симфонического оркестра. Господа аудиофилы, зачем же больше?

Теперь поговорим об уровне нелинейных искажений. Нам придется обратиться к некоторым выводам психоакустики, утверждающей, в частности, что на слух заметность нелинейных искажений для гармоник разного порядка неодинакова. Большинство исследователей сходятся на том, что 1% второй гармоники не заметят даже профессиональные эксперты, а основная масса испытуемых обнаруживает ее примерно с 1,8-3,5%. К сожалению, не совсем так обстоит дело с гармониками более высокого порядка. Согласно эмпирическим наблюдениям заметность на слух какой-либо гармоники прямо пропорциональна квадрату ее номера. Исходя из этого. 0,1%. скажем, десятой гармоники и 2.5% второй вызовут соизмеримое (хотя и по-разному проявляющееся) ухудшение качества звучания. Более того, одни гармоники могут маскировать присутствие других, так, в частности, третья гармоника становится менее заметной при наличии второй. Спектральное сочетание плавно спадающих по уровню гармоник (вторая наибольшая, третья меньше, четвертая еще меньше и т. д.), является для нашего слуха наиболее благозвучным. Более подробно об особенностях слухового восприятия можно прочитать в . мы же отметим только, что приводимые в паспорте сведения о совокупном уров­не нелинейных искажений без указа­ния спектра этих искажений ровным счетом ничего (!) не говорят о качестве звучания.

Предположим, мы вас убедили, и мощность в несколько ватт при не­скольких процентах гармоник вас устраивает, но почему обязательно при однотактной схеме? Заглянем в старый учебник по ламповой схемотехнике . Там черным по белому прописаны четы­ре основных преимущества двухтактных ламповых выходных каскадов: - отсутствие постоянного подмагничивания в выходном трансформаторе: - увеличенная (в классе А как минимум вдвое) выходная мощность; - компенсация четных гармоник в выходном сигнале; - пониженная чувствительность к пульсациям питающего напряжения.

Учебник был написан около полувека назад, и, хотя законы физики за это время не изменились, стоит задуматься, к чему мы стремимся, применяя эти законы. При внимательном прочтении знакомых еще со студенческих времен страниц можно заметить, что основным стремлением схемотехники в те годы было получение все более высокой мощности при уменьшении габаритов и веса. Сейчас мы ставим перед собой обратную задачу - получение максимально достижимого качества звучания, невзирая на габариты и вес. Так может попробуем пойти обратным путем - от класса В к классу А, от двухтактного каскада к однотактному? Давайте рас­смотрим так называемые недостатки однотактных выходных каскадов.

1. Постоянное подмагничивание в выходном трансформаторе. Оно не только уменьшает индуктивность первичной обмотки, но и заставляет железо рабо­тать по частному циклу гистерезиса (го­воря не вполне технически грамотно, в «чистом классе А»), то есть в режиме с повышенной линейностью, особенно на малых сигналах, без той вроде бы загла­женной, но все-таки присутствующей «ступеньки» при переходе через ноль, что присуща двухтактному режиму работы (может быть, с этим связа­но главное преимущество однотактников - потрясающая микродинамика?). Уменьшение индуктивности компенсировать достаточно просто - увеличив габариты и вес, мы ведь договорились, что они для нас не главное.

2. Выходная мощность двухтактного каскада, работающего в классе А. равна выходной мощности однотактного каскада, построенного на той же паре ламп, но включенных параллельно. Класс АВ мы здесь не рассматриваем ввиду невозможности его реализации без ООС.

3. Компенсация четных гармоник в двухтактном каскаде в силу указанных выше особенностей слуха приводит чаще всего к субъективному ухудшению качества звучания. Не случайно некоторые разработчики, как у нас, так и за рубежом, пытаясь приблизить звучание своих двухтактных аппаратов к звучанию однотактных путем перекоса в фазоинверторном каскаде, подмешивают к сигналу вторую гармонику. Увы, это не решает всех проблем, связанных с двухтактниками.

4. Повышенная чувствительность однотактных каскадов к пульсациям питающего напряжения преодолевается в результате простого увеличения емкости фильтрующих конденсаторов блока питания, что при их нынешних размерах и стоимости не представляет сложности.

Вот мы и пришли к неожиданному выводу: большинство декларируемых недостатков однотактного усилителя при ближайшем рассмотрении оказываются его достоинствами, остальные же на сегодняшний день легко устранимы за счет увеличения габаритов, веса, и, как следствие, стоимости. Небольшая мощность при больших габаритах, весе и стоимости - насколько это приемлемо, пусть каждый решит для себя сам. Нам же представляется вполне естественным, что усилитель высокого класса, способный в соответствующем тракте доставить ни с чем не сравнимое наслаждение любителю музыки, имеет внушительные размеры и вес и стоит больше, чем посредственный аппарат, хотя бы и с мощностью на порядок выше.

Конечно, бывают ситуации, когда без высокой мощности не обойтись, например, при озвучивании дискотеки, но в домашних условиях грамотно спроектированный однотактный триодный усилитель без обратной связи мощностью 5 - 10 Вт с типичным уровнем искажений около 5-6% при полной мощности (и соответственно около 1.0% при мощности 1 Вт), работая на акустическую систему чувствительностью 90 дБ и более, способен обеспечить весьма высокое качество звучания, зачастую не­достижимое для аппаратов, использующих какую-либо другую схемотехнику.

Внимательный читатель может отметить, что большая часть сказанного выше в равной мере относится и к транзисторным однотактным усилителям. Совершенно верно, в мире существует и такое направление, его яркими представителями являются усилители серии «Pass Aleph» Нельсона Пасса. Мы не против транзисторов, но все же заметим, что на сегодняшний день ламповый триод является самым линейным усилительным элементом, и с его помощью получить высокое качество звучания, во всяком случае, проще. Подтверждением этому служит и тот факт, что в самых высоких ценовых категориях мы видим только ламповые однотактники.

Ну, хорошо, скажете вы, допустим. Но какое отношение все это имеет к большинству любителей музыки, а нашей стране, не имеющих возможности приобрести не только готовый усилитель «Саrу» или «Audio Note», но и необходимые для их построения компоненты - лампы 300В производства «Western Electric», трансформаторы «Tango», конденсаторы «Black Gate» и «Multicap», серебряные провода «Kirnber Cable»? А вот какие. Тем из вас, кто знает, за какой конец брать в руку паяльник, мы предлагаем самостоятельно собрать из доступных деталей простой в изготовлении и на­стройке ламповый усилитель, способный, тем не менее, продемонстрировать все преимущества однотактного лампового звука, о которых мы так много говорили.

Схема. Однотактный ламповый усилитель из доступных деталей

Из возможных вариантов мы предпочли усилитель на выходных лучевых тетродах 6ПЗС в триодном включении. Этот аппарат явился прототипом серийной модели «Avant Electric Nostalgia», отличающейся от него некоторыми до­работками, вызванными, в частности, технологическими требованиями серий-нот производства.

Основные технические параметры усилителя:
выходная мощность 7 Вт при коэффициенте нелинейных искажений 6%,
чувствительность 0,4 В,
полоса рабочих частот на полной мощности не хуже 12 Гц - 30 кГц без ООС.

Выходная лампа 6ПЗС была выбрана нами, во-первых, за ее доступность и низкую (около 20 рублей на питерском радио рынке) цену. Во-вторых, за достаточно высокую линейность в триодном включении я многообещающий спектр гармоник (относительно высокая вторая гармоника и низкая третья). Напомним, что эта лампа, точнее ее прототип 6L6, разрабатывалась специально для ис­пользования в звуковых трактах. И в-третьих, за ее теплое (тут самое время вспомнить про спектр гармоник) и - все-таки не обойтись без этого слова - «музыкальное» звучание, даже в сравнении с такими серьезными соперниками, как EL34 и 6550, Два относительных не­достатка этой лампы в триодном вклю­чении - небольшую выходную мощ­ность (3,5 Вт) и достаточно высо­кое внутреннее сопротивление (около 1.5 кОм) - мы преодолели, включив две лампы параллельно. Следует заметить, что среди российских радиолюбителей распространено необоснованное, на наш взгляд, мнение о недопустимости параллельного включения ламп. Не желая углубляться в дискуссию на эту тему, привезем простой пример. Один из самых дорогих (как-никак 330 тысяч долларов) усилителей всеми уважаемой фирмы «Audio Note», а именно «Gaku-Оn», имеет на выходе две включенные параллельно лампы, что вовсе не мешает его счастливым обладателям наслаждаться музыкой. Так или иначе, включив параллельно лампы 6ПЗС, мы полу­чили внутреннее сопротивление 750 Ом и 7 Вт триодной мощности. Ну, чем не «трехсотка»?!

Рассмотрим схему подробнее. Входной каскад, он же драйвер, вы­полнен по схеме с динамической на­грузкой (SRPP) на одном из лучших отечественных малосигнальных триодов 6Н9С, Применение SRPP объясняется не каким-то нашим особым расположением к таким каскадам, а тем, что мы попробовали разные варианты (один триод с анодной нагрузкой, параллельное включение двух триодов и т. п.) и остановились на SRPP. как на обеспечившей наилучшее, по нашему мнению, качество звучания. Выходной каскад, как упоминалось выше, выполнен на двух лучевых тетродах 6ПЗС в триодном включении. Для того чтобы свести к минимуму нелинейные искажения, выходные лампы подобраны парами по анодному току и крутизне с точностью 1,5% и при необходимости заменяются тоже парами. Тем, у кого нет возможности подобрать лампы, советуем не расстраиваться и ис­пользовать те лампы, которые есть (желательно все же из одной партии), так как разброс параметров ламп приводит к росту в основном второй гармоники, что не должно радикально ухудшить звучание. Выбранные нами режимы ра­боты выходных ламп могут, на первый взгляд, вызвать недоумение. В частности - напряжение на второй сетке, почта на 100 В превышает величину, указанную в справочнике, В свое оправдание мы сошлемся на статью , где доказывается возможность применения пентодов и лучевых тетродов в триодном включении с превышением некоторых справочных режимов без существенного снижения ресурса работы ламп.

Наш многолетний опыт работы с лампами это подтверждает, к тому же стоимость 6ПЗС не столь велика (в отличие от, скажем, 300В), и замена даже всего комплекта ламп один раз в несколько лет вряд ли заметно скажется на чьем-то бюджете. Нагрузкой выходного каскада служит трансформатор.

Выходной трансформатор , конечно же, является важнейшим элементом конструкции. От него зависит, пожалуй, не меньше, чем от выходной лампы. В нашем варианте он выполнен на Ш-образном сердечнике из трансформаторной стали толщиной 0,35 мм (вполне подойдет ШЛ-сердечник на стали Э310-330), ширина среднего стержня 25 мм, высота табора 40 мм, Первичная обмотка состоит из четырех секций по 510 + 1190 + 1190 + 510 витков провода ПЭВ или ПЭТВ диаметром 0,28 мм. Между ними расположены три секции вторичной обмотки по 216 витков провода диаметром 0,71 мм. От 130-го витка можно сделать отвод для 4-омной нагрузки. Все секции первичной обмотки соединены последователь­но, вторичной - параллельно. Между обмотками проложена конденсаторная бумага (можно использовать и обычную бумагу) толщиной 0.3 мм. После намотки катушка пропитана техническим воском (смесь парафина и перелина). Сердечник собран: Ш-пластины и I-пластины отдельно, между ними с по­мощью пластины из изолирующего материала выставлен зазор 0.25 мм.

Это не единственно возможная конструкция выходного трансформатора. Вполне допустимо использование других конструкций, например, в последние годы получил распространение двух катушечный вариант па ПЛ-сердечнике, имеющий определенные достоинства (впрочем, как и недостатки), В таком случае рассчитывать трансформатор придется самому. На­помним, что необходимые для расчета сведения вы можете почерпнуть в , а также укажем основные параметры. Прежде всего, это сопротивление первичной обмотки по переменному току 2,5-3.0 кОм, а также ток постоянного подмагничивания не менее 120 мА. Единственное предостережение: не используйте сердечники с площадью среднего стержня менее 10 см2 (габаритной мощностью менее 150 Вт), иначе вряд ли вы получите приемлемые характеристики па низких частотах.

Блок питания собран па кенотроне 5ЦЗС , что не случайно. Практика показывает, что кенотронное питании способно существенно повысить качество звучания усилителя, какие бы полу­проводниковые диоды вы до этого ни использовали. Неслучайно в самых дорогих моделях применяются именно кенотроны. Для силового трансформа­тора мы использовали магнитопровод Ш25×50, первичная обмотка содержит 770 витков провода ПЭВ диаметром 0,63 мм, повышающая обмотка - 1340 - 1340 витков провода диаметром 0,315 мм, накальные обмотки - соответственно 19 витков провода 1,25 мм для питания кенотрона, 24 витка того же провода для питания накала выходных ламп, и 24 витка провода 0,71 мм для питания накала входных ламп, Можно использовать и другой магнитопровод от трансформатора мощностью не менее 150 Вт, произведя расчет самостоятельно.

Все детали установлены на алюминиевом шасси и соединены между собой с помощью навесного монтажа. Старайтесь максимально использовать выводы самих элементов: там, где их не хватает, применяйте провод МГТФ-0.35, особое внимание уделите «земляным» цепям. Основные требования к монтажу: провода должны быть по возможности короткими и ни при каких условиях не допустимы замкнутые контуры, иначе у вас получится не усилитель, а радиоприемник. Собранная без ошибок схема наст­ройки не требует. Желательно только проконтролировать с помощью тестера напряжения и токи в указанных точках. Если измеренные значения отличаются от приведенных на схеме не более, чем на 10%. - все в порядке. Грубые отличия, скорее всего, указывают на ошибку в монтаже или на неисправность какого-либо элемента.

Перед первым включением проверьте монтаж самым тщательным образом. Это избавит вас от острых ощущении. Если при включении ваш усилитель не подал сигналов тревоги (запах гари, искры, громкие щелчки и т. п.), дайте ему прогреться 10-15 минут и приступайте к измерениям.

При правильном монтаже «земляных» цепей уровень фона в ваших АС должен быть достаточно низким. С акустической системой чувствительностью 90 дБ он слышен, только если ухо под­нести вплотную к низкочастотному динамику В противном случае придется поэкспериментировать с расположением деталей и проводов, что иногда может занять даже несколько дней. Но, так или иначе, это решаемая задача, и, следовательно, вы с нею справитесь.

Теперь затронем такой больной вопрос, как типы применяемых элементов . Почему больной? По этому поводу нам приходилось читать и слышать прямо противоположные мнения, начиная с то­го, что наши отечественные компоненты ничем не хуже (а то и лучше) самых дорогих и престижных зарубежных, и кончая тем, что без «Black Gate» и «Multicap» нечего даже пытаться получить приличный звук. Подробное рассмотрение этих вопросов выходит за рамки статьи, и мы ограничимся лишь некоторыми частными рекомендациями, основанными на нашем личном опыте.

Типы элементов, указанные на схеме, гарантируют вам некоторый начальный уровень качества, причем вполне сравнимый с присущим некоторым недешевым зарубежным моделям. А дальше, исходя из ваших вкусов и возможностей, попытайтесь подняться на более высокий уровень. Только не требуйте от этой схемы слишком многого, и она вас не разочарует. Итак, начнем по порядку.

Потенциометр, стоящий на входе, способен радикальным образом повлиять на качество звучания. К сожалению, достойной заменой дорогостоящему «ALPS» может стать разве что ступенчатый аттенюатор, скажем, на основе отечественных герконов с золочеными контактами.

Не меньшее влияние на звук оказывает и замена переходной емкости. Если у нас есть возможность, советуем попробовать «Multicap RTX» или «Jensen», известные не менее, чем «Audio Note». Они звучат весьма по-разному, но каждый из них, на наш взгляд, заслужил свою высокую репутацию (и высокую стоимость). При всем пашем патриотизме мы не можем согласиться с теми, кто утверждает, будто наши К40У-9 (КБГ, ФТ, ФГТИ и многие другие) лучше (как вариант - не хуже), чем выше­названные «Multicap», «Jensen» и т. п., Предполагаем, что заявления такого рода вызваны недостаточно высоким качеством используемых при тестировании звуковых трактов.

В блоке питания прекрасно зарекомендовали себя наши МБГО (МБГВ, МБГН, МБГЧ, еще лучше КБГ-МН и т. п.), если закрыть глаза на то, что они займут полкомнаты. Несмотря на наше бесконечное уважение к «Black Gate» серии «WKZ», язык не повернется рекомендовать их в силу запредельной стоимости. Советуем приберечь их для более продвинутых конструкций, а сю­да поставить что-нибудь попроще, на­пример «Rubicon» или «Nichicon».

И, наконец, если для монтажа вы прибегнете к какому-либо OFC-проводу известной фирмы (на наш вкус) и припою «WBT» или «Audio Note», хуже не станет.

Несколько слов по поводу акустических систем, которые могут использоваться с этим усилителем. Говорят, что только высокочувствительные (95 дБ и выше) акустические системы способны раскрыть возможности маломощных ламповых усилителей. Бесспорно, чем выше чувствительность ваших АС, тем меньшая мощность требуется от усилителя для создания одинакового уровня звукового давления и тем меньше, соответственно, будут искажения. Но вот беда, не всегда более чувствительная акустическая система оказывается лучшей по звуку.
Как же быть? В домашнем комплекте одного из авторов описываемый усилитель длительное время работал с акустическими системами на динамических головках «Peerless» чувствительностью 88 дБ, воспроизводя музыку различных жанров, включая хард-рок на повышенной громкости, и проблем с передачей динамических контрастов не было. На выставке «Российский Hi-End 2000» усилитель «Nostalgia» демонстри­ровался в комплекте с акустическими системами чувствительностью 87 дБ в зале площадью никак не менее 50 м2 и к изумлению многих, к нашему в том числе, на большинстве фонограмм он смог обеспечить необходимую громкость, не заходя в «клиппинг». Так что ес­ли предельная громкость не является для вас главным критерием оценки качества звучания, используйте ту акустическую систему, которая у вас есть, и, возможно, вы будете приятно удивлены. На самом деле удивляться не стоит, субъективное восприятие громкости звучания ламповых усилителей существенно отличается от восприятия громкости транзисторных. Наиболее часто называемая субъективная оценка мощности "Nostalgia"- 35-40 Вт. Надеемся, что развеяли ваши сомнения.

Существует другая проблема, на наш взгляд, не менее важная. Сочетание высокого (3 Ом) выходного сопротивления усилителя с высокой добротностью акустической системы иногда может привести к нежелательному подъему на низких частотах, попросту говоря, к гудению. В подобных случаях обвинение чаще всего падает на усилитель, хотя нам кажется, что акустическая система виновата не меньше. Точнее, это проблема взаимного согласования усилителя и акустической системы. Существует не­сколько способов ее решения. Наиболее простой - введение неглубокой обрат­ной связи, уменьшающей выходное с­противление усилителя до приемлемого уровня. Как же так, скажете вы, ведь мы только что отказались от обратной связи по идейным соображениям. Что ж, в данном случае мы предлагаем пойти на компромисс, учитывая, что в большинстве случаев достаточно глубины ООС в 2-3 дБ. Но для убежденных противни­ков ООС приведем и более радикальное решение - самостоятельно изготовить акустическую систему с пониженной добротностью специально для эксплуатации с усилителями без обратной связи. Если такая перспектива вас не пугает, мы, со своей стороны, готовы опубликовать один из возможных вариантов конструкции подобной системы на страницах журнала.

Литература
1. Лихницкий А. Мощность. Часть 1. "АудноМагазин".N" 2 (7) 96.
2. Frankland S. Single-Ended Vs Push-Pull. Part 1. «Stereophile» 12/1996.
3. Цыкин Г. Усилители электрических сигналив. 1963,
4. Трошкин Н. Триод из подручных материалов. «Клacc А», октябрь 1997.
5. Цыкин Г. Трансформаторы низкой частоты. 1955.

Спецификация
Усилитель
R1 - МЛТ 0,5 470 кОм
С1 - 47 мкФ, 450 В
R2, R3 - МЛТ 0,5 1,5 кОм
С3 - 1000 мкФ, 6ЗВ
R4 - МЛТ 1 20кОм
С2 - 0,15 мкФ, 250В
R5 - МЛТ 0,5 220кОм
С4 - 300 пФ (К78)
R6, R10 - МЛТ 0,5 1,0кОм
R7, R11 - МЛТ 1 100 Ом
R8, R12 - МЛТ 0.5 22 Ом
R9 - ПЭВ 10 240 Ом
R13* - МЛТ 0,5 30-120* кОм
V1, V2 - 6Н9С
V3, V4 - 6ПЗС
С2 (К72 П6, К72 П9)
С1, СЗ (К50-27, К50-37, К50-42, Rubicоn, Nichicоn, Jamicon)

БЛОК питания
VI - 5ЦЗС
L1, L2 - 2,5Гн х 0.14 А
С1, С2, СЗ - 220 мкФ, 450 В
С4 - 47 мкФ, 100 В
R1 - МЛТ 1 300кОм
R2 - МЛТ 1 - 43кОм
C1, C2, СЗ (K50-27, К50-37, К50-42, Rubicon, Nichicon, Jamcon)

За свою радиолюбительскую карьеру, мной было собрано и испытанно более десятка различных усилителей на лампах - как двухтактных, так и однотактных, в том числе и с параллельным включением нескольких . Чаще всего в ход шли старые добрые и . Однако в интернете неоднократно мелькали схемы со строчными пентодами на выходе - 6п45с, 6п44с и 6п41с. На последней и решил остановиться, так как несмотря на более низкую мощность чем у 6п45-ки, она не имеет сверху неудобной и опасной пимпочки, куда подключают провод анода с высоким напряжением. Ещё больше подогрели интерес противоречивые отзывы на аудиофильских форумах - от восхваления, до полного отрицания её звуковых параметров. Как известно, лучше собрать самому, а тогда уже делать окончательный вывод. За основу взял принципиальную схему однотактного усилителя С.Сергеева, только немного изменил номиналы обвязок и смещение выходного каскада.

В драйвере стоит так привычная в выходе 6п14п - тут её роль второстепенна, предварительное усиление. В выходном каскаде - 6п41с с автоматическим смещением, которое отлично зарекомендовало себя своей простотой и стабильностью параметров работы лампы. Единственная трудность - мощный резистор, была решена элементарно. Так как поиск по коробкам с 10-ти ваттными зелёными керамическими резисторами результатов не дал (есть всё, кроме необходимых 450-680 Ом), пришлось спаять гирлянду из трёх МЛТ-2 на небольшой платке, 180х3=560 Ом.

На ней же собран и катодный резистор второго канала. Так как расчётная мощность 2 ватта - этих 6-ти хватает вполне. Всё равно пришлось бы думать, как закрепить 2 мощных трубчатых резистора.

Питание на УНЧ поступает от сетевого трансформатора, выпрямителя и дросселя. Трансформатор ТСШ-170 - от лампового телевизора, сюда можно поставить и ТС-160, ТС-180. В общем любой, способный обеспечить 250-300 В 0,3 А анодного и 6,3 В 3 А накального напряжения. Диоды выпрямителя - IN4007, дроссель - Др-0,1. Он имеет 1000 витков провода 0,25 мм (это если вы не найдёте готовый и будете мотать самостоятельно или брать сетевой трансформатор на его замену).

Несмотря на значительное напряжение и ток в выходном каскаде - около 0,06 А, рискнул поставить относительно слабые ТВЗ-1, более уместные в усилителях 6п14п. Как впоследствии выяснилось правильно сделал:)

Корпус для нашего однотактного УНЧ не мешало бы взять металлический, как всегда до этого и делал, но решил и в этом рискнуть, задействовав ненужную китайскую фронтальную колоночку, от 6-ти канального компьютерного усилителя. Этот номер тоже прошёл на ура:)

Акустическую систему выпотрошим, спроектируем будущее расположение радиоэлементов и выпилим необходимые окна.

Лампы естественно должны находиться сверху, их устанавливаем на металлическое основание - лист двухмиллиметрового алюминия, с вырезанными круглыми окнами под панельки.

Затем этот лист обклеивается самоклейкой цвета "металлик" в тон основному корпусу. После обклейки, отверстия под лампы аккуратно освобождаются с помощью лезвия.

Нижняя часть корпуса тоже усилена металлом - чтоб не вывалился тяжёлый сетевой трансформатор. На неё планировалось установить ещё и электронный фильтр питания, но в итоге от него отказался. Напряжения на выходе БП и так маловато (всего 260 В), поэтому терять 20 В на ЭФ - расточительство.

Сзади выпиливаем прямоугольное окно под текстолитовую панель гнёзд и разъёмов - сетевое, аудиовход и аудиовыход на динамики.

Эту панель так-же обклеиваем самоклейкой.

После чего вставляем все контактные элементы и прикручиваем её шурупами к предварительно выпиленному окну АС.

Большие электролитические конденсаторы установил на единое алюминиевое основание. Этих габаритных электролитов 4 - три для фильтра БП и один на 300 мкФ 63 В, установленный в катоде 6п41с.

Материал корпуса - ДСП, оказался очень удобен в обработке, а электромагнитные помехи от приборов, которых так опасался, абсолютно не слышны. Но об этом статьи - сборка, настройка и испытание схемы.

Автор схемы этого усилителя занимается конструированием высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры с 1963 года. По моему мнению, он немало преуспел в этом. Конструкции его имеют отличное звучание, легко повторяемы и имеют заслуженный успех даже у начинающих. Я лишь (с разрешения автора) изложу особенности его работы.

Вниманию читателей предлагается простая оригинальная схема усилителя мощности в двух вариантах. Первый – бюджетный, с автоматическим смещением выходной лампы. Второй – с фиксированным смещением от отдельной обмотки силового трансформатора.

По мнению автора схемы, вариант с фиксированным смещением отличается более глубоким и красивым звуком, хотя и вариант с автоматическим смещением вас не разочарует, позволив всем его повторившим, не узнать звучание своих любимых записей.

Рис.1 Вариант схемы А. Манакова с автосмещением выходной лампы. Выходной трансформатор фирмы “Аудиоинструмент”

Схема усилителя в варианте с автосмещением выходной лампы приведена на рис.1 Входной сигнал после регулятора громкости подается на управляющую сетку двойного триода 6Н2П.Лампа эта имеет высокий коэффициент усиления и высокое внутреннее сопротивление, что в данном случае не очень хорошо. В подробности этого я вдаваться не буду, так как об этом можно прочитать в любой радиотехнической литературе.

Основной особенностью включения лампы предварительного каскада является параллельное включение двух триодов, находящихся внутри одного баллона лампы 6Н2П. Этим достигается уменьшение внутреннего сопротивления лампы, что влечет за собой улучшение нагрузочной способности и соотношение сигнал/шум. Сопротивление нагрузки выбрано не случайно, при этом достигается компенсация коэффициента нелинейных искажений выходного каскада и высокая динамика сигнала. Конденсатор 470 мкф, шунтирующий резистор катода, позволяет устранить влияние обратной связи, уменьшающей усиление первого каскада.

Конденсатор 0,22мкф является разделительным и от его качества очень сильно зависит звук усилителя в целом. Можно применить ФТ, К71, К78 ,при желании получить более “теплое” звучание К40У-2, К40У-9, К42У-2. Не рекомендуется БМ, МБМ ввиду их утечки. Нежелательно применять К73 из-за их менее естественного звучания. Еще одно. При применении выходного трансформатора ТВЗ 1-9,емкость этого конденсатора следует уменьшить до 0,047-0,068 мкф. Дело в том, что ламповый однотактник при внешней простоте -конструкция сложная, например, емкость этого конденсатора входит в расчет амплитудно-частотной характеристики выходного каскада.

Теперь о выходном каскаде. Лампа 6П43П была выбрана не случайно. После прослушивания многих экземпляров ламп 6П14П,6П18П,6П43П было отдано предпочтение именно последней. Конструкция лампы характеризуется правильной геометрией внутренних частей, что само по себе говорит о высоком классе этого пентода. Поставьте именно эту лампу. Вы будете вознаграждены сочным и ярким звучанием, прекрасной детализацией звука и его оттенками.

Емкость конденсатора в цепи автоматического смещения можно увеличить до 1000 мкф (сравните звук), а резистором, включенным параллельно этому конденсатору, выставляется ток катода выходной лампы в пределах 50 ма (в варианте с автосмещением).

Автор использовал выходной трансформатор ТВЗ 1-9 от лампового телевизора, перебранный и “сваренный” в парафине заново, заменив бумагу в зазоре на чертежную кальку, я же использовал трансформатор TW6SE московской фирмы “Аудиоинструмент”.

По моему мнению, отличному, например, от мнения Симулкина, схема усилителя которого приведена в журнале “Радиохобби” №2 за 2003год (стр.57), никакой другой режим, кроме триодного, использовать не нужно. Рассуждения Станислава на странице 58 о пентодном включении выходной лампы для рок-музыки,ультралинейного для шансона и реггей, а триодного для классической музыки мне кажутся спорными. Эклектикой можно заниматься, но к звуку это никакого отношения не имеет. Основы построения высококачественных усилителей неизменны в течение многих десятилетий. Это:

1. Кратчайший, с наименьшими потерями, путь сигнала.

2. Высококачественные комплектующие.

3. Триодный режим выходного каскада.

Щелкать переключателем, да еще в анодной цепи, нелогично и нецелесообразно. С этим к сурдологу.

Рис. 2 Схема БП для усилителя А. Манакова на 6П43П с автосмещением

Вариант блока питания приведен на рисунке 2. Схема БП не отличается от описанных многократно и в комментариях не нуждается. Питать накал постоянным током не нужно, это приведет к ухудшению микродинамики.

Рис. 3 Вариант схемы А. Манакова с фиксированным смещением выходной лампы.

Для варианта усилителя с фиксированным смещением выходной лампы, схема которого приведена на рис. З, в блок питания добавляется дополнительный источник напряжения смещения, схема которого дана на рис.4. Подстроечным резистором R2 выставляется напряжение 0,04-0,05 вольт в контрольной точке К.Т. на схеме усилителя рис.3.

Рис. 4 Схема БП для варианта с фиксированным смещением.

В заключении привожу параметры усилителя при фиксированном смещении, измеренные А. Манаковым.

Р вых =2,5 Вт при КНИ=2-3% на частоте 1000 Гц. При Рвых=2,2 Вт КНИ=0,8-1% При использовании ТВЗ 1-9 частотный диапазон с 35-40 Гц до 18-19 кГц при неравномерности 1,5-2,0 дБ. (Зависит от качества исполнения ТВЗ 1-9). При использовании TW6SE фирмы “Аудиоинструмент”, диапазон частот еще шире. Более подробно об изделиях этой фирмы можно узнать по ссылке на сайте моего хорошего друга Михаила Торопкина www.metaleater.narod.ru

Пусть вас не пугает невысокая выходная мощность – в комплекте с акустикой, чувствительностью от 90 дБ, 2-З Вт вполне достаточно.

В дальнейшем предполагается ознакомить читателей со многими схемами А.Манакова, отличающимися простотой и оригинальностью, а так же прекрасным звуком.

29 комментариев: Высококачественный однотактный усилитель мощности Манакова

— большинство ценителей качественной музыки, умеющие обращаться с паяльным оборудованием и имеющие определенный опыт по ремонту радиотехники, могут попробовать своими силами собрать ламповый усилитель высокого класса, который обычно называют Hi-End. Ламповые аппараты такого типа относятся во всех отношениях к особенному классу бытовой радиоэлектронной аппаратуры. В основном они обладают привлекательным дизайном, при этом ничего не закрыто кожухом — все на виду.

Ведь понятно, чем больше видно установленный на шасси электронных компонентов, тем больше авторитет у аппарата. Естественно и параметрические значения лампового усилителя существенно превосходят модели выполненные на интегральных или транзисторных элементах. Вдобавок к этому, при анализе звучания лампового устройства все внимание отдается персональной оценке звука, нежели изображению на экране осциллографа. К тому же отличается незначительным набором используемых деталей.

Как выбрать схему лампового усилителя

В случае выбора схемы предварительного усилителя не бывает особых проблем, то при выборе подходящей схемы оконечного каскада могут создаться затруднения. Ламповый усилитель мощности звука может иметь несколько вариантов исполнения. Например бывают аппараты однотактные и двухтактного типа, а также имеют различные режимы работы выходного тракта, в частности «А» либо «АВ». Выходной каскад однотактного усиления является по-большому счету образцом, потому как находится в режиме «А».

Этот режим работы характеризуется наименьшими величинами нелинейных искажений, но КПД у него не высокий. Также и мощность на выходе такого каскада не очень большая. Следовательно, при необходимости озвучивания внутреннего пространства средних размеров потребуется двухтактный усилитель, с режимом работы «АВ». Но когда однотактный аппарат может быть выполнен только лишь с двумя каскадами, один из которого предварительный, а другой усиливающий, то для двухтактной схемы и ее корректной работы понадобится драйвер

Но если однотактный ламповый усилитель мощности звука может состоять всего из двух каскадов – предварительного усилителя и усилителя мощности, то двухтактной схеме для нормальной работы требуется драйвер или каскад образующий два напряжения идентичной амплитуды, сдвинутые по фазе на 180. Выходные каскады, независимо от того однотактный он или двухтактный, предполагают наличие в схеме выходного трансформатора. Который выполняет роль согласующего устройства межэлектродного сопротивления радиолампы с малым сопротивлением акустики.

Настоящие почитатели «лампового» звучания утверждают, что схема усилителя не должна иметь каких бы то ни было полупроводниковых приборов. Поэтому выпрямитель блока питания должен быть реализован на вакуумном диоде, который специально разработан для высоковольтных выпрямителей. Если вы намерены повторить рабочую, проверенную схему лампового усилителя, то не нужно сразу собирать непростое двухтактное устройство. Для озвучивания небольшого помещения и получения идеальной звуковой картины, в полной мере хватит однотактного лампового усилителя. К тому же его проще изготовить и настроить.

Принцип сборки ламповых усилителей

Существую определенные правила монтажа радиоэлектронных конструкций, в нашем случае — это ламповый усилитель мощности звука . Поэтому перед началом изготовления аппарата, желательно бы хорошенько изучить первостепенные принципы сборки таких систем. Главным правилом при сборке конструкций на вакуумных радиолампах, является разводка соединительных проводников по максимально короткому пути. Наиболее эффективны методом считается воздержание от применения проводов в тех местах, где можно обойтись без них. Постоянные резисторы и конденсаторы необходимо устанавливать прямо на панельки ламп. При этом, в качестве вспомогательных точек нужно применять специальные «лепестки». Такой способ сборки радиоэлектронного устройства именуется «навесной монтаж».

На практике, при создании ламповых усилителей печатные платы не применяются. Также, одно из правил гласит — избегайте прокладки проводников параллельно друг другу. Однако такая, на первый взгляд беспорядочная разводка считается нормой и вполне оправдана. Во многих случаях, когда усилитель уже собран, в динамиках слышен фон низкой частоты, его обязательно нужно убирать. Первостепенную задачу выполняет правильный выбор точки «земля». Есть два способа организовать заземление:

• Соединение всех проводов идущих на «землю» в одну точку — называется «звездочка»
• Установка по периметру платы энергоэффективной электротехнической медной шины, а к ней уже припаивать проводники.

Выверять место для точки заземления нужно путем эксперимента, прослушивая наличие фона. Чтобы определить откуда исходит фон низкой частоты, нужно сделать так: Нужно методом последовательного эксперимента, начиная с двойного триода предварительного усилителя, закорачивать сетки ламп на «землю». В случае заметного снижения фона, станет понятно, цепь именно какой лампы «фонит». А далее, также опытным путем нужно пытаться устранить эту проблему. Существуют вспомогательные методы, которые обязательны к применению:

Лампы предварительного каскада

• Электровакуумные лампы предварительного каскада нужно обязательно закрывать колпачками, а их в свою очередь заземлить
• Корпуса подстроечных резисторов, так же подлежат заземлению
• Провода накала ламп требуется свить

Ламповый усилитель мощности звука , вернее сказать, цепь накала лампы предварительного усилителя допускается запитывать постоянным током. Но в таком случае придется в блок питания добавить еще один выпрямитель собранный на диодах. А использование выпрямительных диодов сам по себе нежелателен, так как ломает конструктивный принцип изготовления лампового Hi-End усилителя без применения полупроводников.

По парное размещение выходного и сетевого трансформаторов в ламповом устройстве, является достаточно важным моментом. Данные компоненты устанавливаться должны строго вертикально, тем самым удается уменьшить уровень фона из сети. Одним их эффективных способов установки трансформаторов является их помещение в кожух, выполненный из металла и заземленный. Магнитопроводы трансформаторов так же нужно заземлять.

Ретро-компоненты

Радиолампы, это приборы из далеких времен, но вновь вошедшие в моду. Поэтому нужно комплектовать ламповый усилитель мощности звука такими же ретро-элементами, которые устанавливались в первоначальных ламповых конструкциях. Если это касается постоянных резисторов, то можно применить углеродистые резисторы, имеющие высокую стабильность параметров либо проволочные. Однако эти элементы обладают большим разбросом — до 10%. Поэтому для лампового усилителя лучшим выбором будет использование малогабаритных прецизионных резисторов с металлодиэлектрическим проводящим слоем — С2-14 или С2-29. Но цена таких элементов существенно высокая, то взамен им вполне подойдут и МЛТ.

Особо ревностные приверженцы ретро-стиля достают для своих проектов «мечту аудиофила». Это — углеродистые резисторы ВС, разработанных в Советском Союзе специально для применения в ламповых усилителях. При желании их можно отыскать в ламповых радиоприемниках 50-60 годов выпуска. Если по схеме резистор должен иметь мощность более 5 Вт, то тогда подойдут проволочные резисторы ПЭВ, покрытые стекловидной теплостойкой эмалью.

Конденсаторы, применяемые в ламповых усилителях в основном не критичны к тому или иному диэлектрику, а также к самой конструкции элемента. В трактах настройки тембра можно использовать конденсаторы любого типа. Также и в цепях выпрямителя блока питания можно устанавливать любого типа конденсаторы в качестве фильтра. При конструировании усилителей низкой частоты высокого качества, большое значение имеют установленные в схеме разделительные конденсаторы.

Именно они оказывают особое влияние на воспроизведение натурального, не искаженного звукового сигнала. Собственно благодаря им мы получаем исключительный «ламповый звук». При выборе разделительных конденсаторов, которые будут устанавливаться в ламповый усилитель мощности звука , нужно обратить особое внимание на то, чтобы ток утечки был как можно меньшим. Потому, что от данного параметра напрямую зависит корректная работа лампы, в частности ее рабочая точка.

Помимо этого, не нужно забывать, что разделительный конденсатор подключен к анодной цепи лампы, отсюда следует, что он находится под большим напряжением. Так, что такие конденсаторы должны иметь рабочее напряжение не менее 400v. Одними из лучших конденсаторов работающих в роли переходного, считаются емкости от фирмы JENSEN. Именно эти емкости применяются в топовых усилителях HI-END класса. Но их цена очень высокая, доходящая до 7500 рублей за один конденсатор. Если использовать отечественные компоненты, то наиболее подходящими будут например: К73-16 либо К40У-9, однако по качеству они значительно уступают фирменным.

Однотактный ламповый усилитель мощности звука

Представленная схема лампового усилителя имеет в своем составе три отдельных модуля:

• Предварительный усилитель с возможностью регулировки тембра
• Выходной каскад, то-есть сам усилитель мощности
• Источник питания

Предусилитель изготавливается по простой схеме с возможностью регулировать усиление сигнала. А также имеет пару отдельных регуляторов тембра низкой и высокой частоты. Для повышения эффективности работы аппарата, в конструкцию предварительного усилителя можно внедрить добавить эквалайзер на несколько полос.

Электронные компоненты предварительного усилителя

Представленная здесь схема предварительного усилителя выполнена на одной половине двойного триода 6Н3П. Структурно предусилитель может быть изготовлен на общем каркасе с выходным каскадом. В случае исполнения стерео варианта, то естественно образуются два идентичных канала, следовательно, триод будет задействован полностью. Практика показывает, что приступая к созданию какой-либо конструкции, лучше всего сначала воспользоваться монтажной платой. А после налаживания уже компоновать в основном корпусе. При условии правильной сборки, предусилитель без проблем начинает работать синхронно с подачей напряжения питания. Однако на этапе настройки нужно выставить напряжение анода радиолампы.

Конденсатор в выходной цепи С7 можно применить К73-16 с номинальным напряжением 400v, но желательно от фирмы JENSEN, который обеспечит лучшее качество звучания. Ламповый усилитель мощности звука не особо критичен к электролитическим конденсаторам, поэтому можно применять любого типа, но с запасом по напряжению. На этапе настроечных работ, во входную цепь предварительного усилителя подключаем генератор низкой частоты и подаем сигнал. На выходе должен быть подключен осциллограф.

Изначально размах сигнала на входе выставляем в пределах 10 mv. Затем определяем значение напряжения на выходе и вычисляем усиливающий коэффициент. Звуковым сигналом в диапазоне 20 Гц — 20000 Гц на входе можно высчитать пропускную способность усиливающего тракта и изобразить его АЧХ. Путем подбора емкостного значения конденсаторов, есть возможность определить приемлемую пропорцию высокой и низкой частоты.

Настройка лампового усилителя

Ламповый усилитель мощности звука реализован на двух октальных радиолампах. Во входной цепи установлен двойной триод с отдельными катодами 6Н9С включенный по параллельной схеме, а оконечный каскад выполнен на довольно мощном выходном лучевом тетроде 6П13С включенным как триод. Собственно, исключительное качество звучания создает именно триод установленный в оконечном тракте.

Чтобы выполнить простую настройку усилителя достаточно будет обыкновенного мультиметра, а чтобы выполнить точную и верную регулировку необходимо иметь осциллограф и генератор звуковых частот. Начинать нужно с установки напряжения на катодах двойного триода 6Н9С, которой должно быть в пределах 1,3v — 1,5v. Выставляется это напряжение подбором постоянного резистора R3. Ток на выходе лучевого тетрода 6П13С должен находится в диапазоне от 60 до 65 mA. Если нет в наличии мощного постоянного резистора 500 Ом — 4 Вт (R8), то его можно собрать из пары двух-ваттных МЛТ с номиналом 1 кОм и включенных параллельно.Все другие, указанные в схеме резисторы можно устанавливать любого типа, но предпочтение все же отдается С2-14.

Точно так же как и в предусилителе, важной составляющей является разделяющий конденсатор С3. Как уже упоминалось выше, идеальным вариантом было бы установка этого элемента от фирмы JENSEN. Опять же, если таковых нет под рукой, то можно использовать и советские, пленочные конденсаторы К73-16 либо К40У-9, хотя они хуже заморских. Для корректной работы схемы, эти компоненты подбираются с наименьшим током утечки. В случае невозможности выполнить такой подбор, то желательно все же купить элементы зарубежных производителей.

Блок питания усилителя

Блок питания собран с использованием кенотрона прямого накала 5Ц3С, обеспечивающий выпрямление переменного тока, в полной мере соответствующий нормам конструирования ламповых усилителей мощности HI-END класса. Если нет возможности приобрести такой кенотрон, то вместо него можно установить два выпрямительных диода.

Установленный в усилителе блок питания не требует какого либо налаживания — включил и все. Топология схемы дает возможность использование любых дросселей имеющих индуктивность не менее 5 Гн. Как вариант: применение таких приборов от устаревших телевизоров. Трансформатор питания, также можно позаимствовать у старой ламповой аппаратуры советского производства. Если есть навыки, то можно изготовить его самостоятельно. Трансформатор должен состоять из двух обмоток с напряжением по 6,3v каждая, обеспечивающие питанием радиолампы усилителя. Еще одна обмотка должна быть с рабочим напряжением 5v, которые подаются в цепь накала кенотрона и вторичную, имеющую среднюю точку. Эта обмотка гарантирует два напряжения по 300v и ток 200 мА.

Очередность сборки усилителя мощности

Порядок сборки лампового усилителя звука такой: вначале делается источник питания и сам усилитель мощности. После того как будет произведены настройки и установка необходимых параметров, подключается предусилитель. Все параметрические замеры измерительными приборами нужно делать не на «живой» акустической системе, а на ее эквиваленте. Это для того, чтобы избежать возможности вывода из стоя дорогостоящей акустики. Эквивалент нагрузки можно изготовить из мощных резисторов или из толстой нихромовой проволоки.

Далее нужно заняться корпусом для лампового усилителя звука. Дизайн можно разработать самостоятельно, либо у кого то позаимствовать. Наиболее доступным материалом для изготовления корпуса, является многослойная фанера. На верхней части корпуса устанавливаются лампы выходного и предварительного каскада и трансформаторы. На фронтальной панели расположены устройства регулировки тембра, звука и индикатор подачи напряжения питания. В конечном итоге у вас может получится устройства наподобие показанных здесь моделей.

Лучевой тетрод 6П7С является практически полным аналогом «звуковых» ламп 6ПЗС, 6L6G, адаптированным для работы в схемах строчной развертки телевизоров.

Он отличается улучшенной изоляцией между электродами, несколько большим импульсом анодного тока, повышенной электрической прочностью. Вывод анода вынесен на купол колбы пампы в виде металлического колпачка (рис. 1). В то же время, ВАХ тетрода 6П7С весьма близки к таковым 6ПЗС и 6L6.

Рис. 1. Конструкция и цоколевка лампы 6П7С.

Высокое качество ее звучания приближается к звучанию генераторного тетрода типа Г-807. Последний заметно превосходит такую общепризнанную «классику» как 6ПЗС/6L6 и 6П27С/ЕL34.

При построении выходных каскадов усилителей ЗЧ можно без особых проблем воспользоваться электрическими режимами, принятыми для ламп 6ПЗС/6L6 или 6П27С/ EL34.

• напряжения на аноде Ua = 250 В, экранной сетке Uc2 = 250 В, катоде Ек = 14 В (резистор автоматического смещения Rk = 180 Ом 2 Вт);
• ток анода Іа0 = 72 мА, экранной сетки Іэ0 = 5,8 мА (гасящий резистор Rc2 = 2,4 кОм 0,25 Вт);
• напряжение возбуждения на управляющей сетке Ucl=10 В.

В таком режиме крутизна лампы S = 5,9 мА, внутреннее сопротивление R(= 32 кОм, сопротивление анодной нагрузки Ra = 2,5 кОм, максимальная (Кг = 10%) выходная мощность 6,5 Вт.

Напряжение/ток накала 6,3 В/900 мА, предельно допустимое напряжение на аноде 500 В, длительно рассеиваемая на аноде мощность не более 20 Вт.

Принципиальная схема УМЗЧ

Пример практической реализации УМЗЧ с однотактным выходным каскадом на лампе 6П7С при работе в схеме с автоматическим смещением на управляющих сетках показан на рис. 2. Входной сигнал поступает на резистор R1, выполняющий роль регулятора усиления.

Рис. 2. Схема самодельного УМЗЧ с однотактным выходным каскадом на лампе 6П7С.

Остановимся на этом элементе подробнее, поскольку входные цепи во многом определяют качество звучания устройства. Начнем с регулировочных характеристик.

Для регуляторов громкости общепринятыми являются резисторы с показательной (обратнологарифмической) зависимостью сопротивления от угла поворота движка, т. е. необходима характеристика типа «В».

Конструкция резистора должна обеспечивать надежный механический контакт между подвижными электродами и токопроводящим элементом.

Объяснение очень простое: в данной зоне происходит сильнейшая деградация звукового сигнала, не говоря уже о том, что хрипы и трески в процессе регулировки просто-напросто действуют на нервы.

Для сдвоенных резисторов важным показателем качества является разбаланс характеристик. Рассмотрим возможные варианты выбора.

Сразу же отклоняем «экстремистский» вариант — применение типично «хай-эндовских» компонентов, подобных Ricken Ohm, — они мало кому доступны. Остановим выбор на более распространенной элементной базе.

Из импортных достаточно качественных и не слишком дорогих аудиокомпонентов можно рекомендовать резисторы фирм ALPS, Bourns, Spectroll. Из отечественных неплохо работают объемные композиционные типа СП4-1 или СПО.

Совет. Не следует применять металлопленочные и лакопленочные элементы.

Из дискретных регуляторов возможно использование отечественных типа РП1-57Е. Желающие могут попробовать поставить проволочные потенциометры ПТП-21.

Первый каскад усилителя собран на одной половинке двойного «звукового» триода 6Н8С (VL1.1). Входной усилитель на 6Н8С использует обе части этой лампы.

Он представляет собой стандартный усилитель напряжения с резистивной нагрузкой и коэффициентом передачи порядка 11. Рабочий режим лампы VL1.1 задается резистором автоматического смещения R4, анодной нагрузкой служит резистор R5.

Второй каскад, подобно первому, также является типичным усилителем напряжения с резистивной нагрузкой R8 в анодной цепи. Коэффициент его передачи порядка 5.

Примечание . Единственное отличие второго каскада от «классической» схемы заключается в увеличенном на порядок сопротивлении автоматического смещения R9 в цепи катода VL 1.2. Это вызвано необходимостью установки корректного рабочего режима при большом положительном потенциале на управляющей сетке триода.

Высокое сопротивление в цепи катода предопределяет большую глубину местной ООС, которая значительно снижает усиление по переменному току. Кроме этого, согласно концепции построения High-End аппаратуры, наличие ООС является нежелательным.

В связи с этим резистор R9 зашунтирован электролитическим конденсатором С2. К его качеству предъявляются повышенные требования, т. к. этот элемент довольно сильно влияет на звучание устройства. Специализированные аудиоэлектролиты типа Elna-Gerafine высокого качества имеют не менее высокую цену и малодоступны.

Совет. Можно воспользоваться алюминиевыми оксидно-лектролитическими конденсаторами типа К50-24, К50-29; чуть хуже К50-35. Из двух однотипных компонентов с одинаковыми электрическими характеристиками, но разными размерами, предпочтение отдать следует конденсаторам с большими корпусами. Последние обычно лучше звучат, хотя в каскадах предварительного усиления эта примета оправдывается не всегда.

Попытка зашунтировать С2 пленочными или бумажными конденсаторами не привела к получению четко выраженного желаемого эффекта. В качестве С2 не рекомендуется использовать оксиднополупроводниковые.

Впрочем, к особенностям выбора конденсаторов, устанавливаемых в катодной цепи лампы, мы еще вернемся при изучении оконечного каскада. По переменному току второй и оконечный каскады связаны между собой разделительным С4.

Этот элемент на качество звучания влияет самым радикальным образом, поэтому разговор о требованиях к его качеству заслуживает особого внимания.

Сразу отметим, что идеального компонента, который бы совершенно не портил звук, в природе просто-напросто не существует. К таковым можно было бы отнести вакуумные либо воздушные конденсаторы.

Однако представить, а тем более реализовать на практике, усилитель с «проходником» размером с пару танковых аккумуляторов весьма проблематично. Поэтому выбор типа С4 всегда является компромиссом.

Конечно, можно просто отметить высокое качество специализированных аудиофильских изделий таких фирм как Jensen Capacitors либо экзотики «разлива» Audio Note, и на этом поставить точку. Но запредельная цена таких компонентов моментально переводит их практически для всех радиолюбителей в разряд столь же запредельных мечтаний.

Остановимся подробнее на реально доступных элементах общего применения отечественного производства. По мнению многих разработчиков аудиоаппаратуры наилучшими считаются бумаго-масляные и бумаго-фольговые изделия типов К40-9-5 (с 5-й приемкой); К40-У9; К40А-2; КБГ; ОКБГ; БМ-2; БМТ-2.

Чуть хуже металлобумажные вроде МБМ, МБГ, К42-.... Последние отличаются тем, что их обкладки получают нанесением на бумагу тонкого, не более 1 мкм, слоя металлизации (для сравнения: толщина алюминиевой фольги 80 мкм), а после свертывания пакета в рулон заготовку пропитывают церезином.

Вследствие таких конструктивных и производственно-технологических особенностей металлобумажные конденсаторы по сравнению с бумаго-масляными и бумаго-фольговыми имеют пониженную электрическую прочность, которая за счет диффузии ионов металлизации в диэлектрик в процессе старения уменьшается еще больше.

Существует некоторая «вязкость» звучания бумажных конденсаторов в области высоких частот. В то же время «слюдянка», обеспечивая четкость и прозрачность «верха», не позволяет получать необходимую пластичность и рельефность звука в области средних частот и мид-баса, которыми столь славится «бумага».

Примечание. После ряда экспериментов автору удалось установить, что параллельное включение бумажного и слюдяного конденсаторов, емкость последнего должна составлять 1—7% от емкости основного, позволяет совместить достоинства звучания обоих типов.

Подбором соотношений емкостей можно в некоторой степени изменять характер звуковоспроизведения. Практика показала следующее: для разделительного конденсатора емкостью более 0,1 мкФ в случае, когда входное сопротивление последующего каскада составляет не менее 200 кОм, слюдяной дополнительный конденсатор должен иметь емкость в пределах 2—10 тыс. пФ.

Таким образом, С4 можно составить из «бумажника», скажем, типа К40У-9 или БМТ-2 емкостью 0,22—0,25 мкФ с рабочим напряжением не менее 250 В и слюдяного конденсатора, например, КСО-5, КСО-11, емкостью 3000—6800 пФ с таким же, либо большим, максимальным рабочим напряжением.

Примечание. В случае построения стереофонического варианта усилителя к подбору конденсаторов, составляющих «проходник» С4, следует подойти особенно аккуратно.

В первую очередь, из имеющегося запаса однотипных «бумажников», причем желательно чтобы они были из одной партии, с помощью цифрового прибора необходимо отобрать два конденсатора с реально одинаковой емкостью.

Последнее требование более важно, чем точное соответствие номинала, указанному на принципиальной схеме. Поскольку емкость разделительного конденсатора менее критична, чем в корректирующих цепях, С4 может лежать в пределах 0,17— 0,29 мкФ.

Необходимость использования одинаковых элементов в обоих каналах аппарата вызвано стремлением получить равные АЧХ и ФЧХ, к рассогласованию которых стереосистемы очень критичны. А при одноканальном звуковоспроизведении даже очень большие фазовые искажения практически не сказываются.

Нелишним будет измерить коэффициент собственных нелинейных искажений конденсаторов с помощью прибора и методики, предложенных в [Лукин Е. «Комплекс для измерения сверхнизких нелинейных искажений» — «Радиохобби» №2/2000 с. 40]. Полезно убедиться в том, что собственный механический резонанс конденсатора не попадает в область звуковых частот.

!!! Внимание. Детали, имеющие «механический» резонанс в звуковом диапазоне, для аудиоаппаратуры не пригодны.

Завершив подбор бумажных конденсаторов, аналогичным образом поступают и со слюдяными. После этого их можно установить в схему. Из пленочных конденсаторов наиболее пригодными для звукового тракта считаются фторопластовые типов ФТ-...; К72-..., чуть хуже полистироль-ные ПМ-...; ПО; К70-...; К71-...; полипропиленовые К78-....

!!! Внимание. Не следует использовать в аудиотракте полиэтилентерефталат-ные (лавсановые) конденсаторы типа К73-..., которые портят звук самым серьезным образом.

Такая возможность позволяет выбрать наиболее приемлемый характер звучания аппарата при прослушивании музыкальных программ различных жанров и направлений. Так, например, для жесткой рок-музыки в исполнении таких групп, как ACDC, наиболее подходит тетродное включение.

Этим жанрам некоторое ухудшение разрешающей способности и прозрачности не очень вредит, тем более что оно вполне компенсируется дополнительными «драйвом» и агрессивностью звучания.

Ультралинейный режим более пригоден для шансона, в т. ч. «русского», некоторых направлений регги и джаза, поп-музыки. Вообще же, данное включение является своего рода разумным компромиссом, позволяющим получить вполне приемлемые результаты как для не очень агрессивного рока, так и целого ряда произведений классики.

И, наконец, триодное включение в наибольшей степени раскрывает свои возможности при прослушивании классической и некоторых разновидностей т. н. «акустической» музыки. Впрочем, данные рассуждения и наблюдения не следует воспринимать как догму, ведь кому как не вам знать, что вам лучше.

Коммутация режимов осуществляется переключателями SA1.1 и SA1.2. Лучше всего выбрать сдвоенный галетный, причем двухплатный, по-другому, двухгалетный. Связано это с тем, что между галетами необходимо поместить электростатический экран.

Внимание. Невыполнение этого требования может привести к возникновению самовозбуждения.

В стереофоническом варианте аппарата SA1 можно выполнить в виде пары раздельных для каждого канала двухплатных переключателей, либо воспользоваться одним четырехгалетным.

Совет. Устанавливать SA1 необходимо как можно ближе к оконечному каскаду и подсоединять его к соответствующим цепям проводниками минимально возможной длины. Лучше всего, если это будут непосредственно выводы резисторов R12—R15.

Качеству контактных групп переключателя SA1 следует уделять самое пристальное внимание, поскольку они могут стать источником сильнейших искажений. Недопустимо использовать изделия с контактными группами, изготовленными из фосфористой бронзы или меди, латуни, посеребренных металлов:

• первый материал имеет высокое переходное сопротивление;
• остальные не подходят в связи с их низкой механической прочностью и склонностью к окислению, а в атмосфере крупных промышленных городов еще и образованию различных химических, в первую очередь, сернистых соединений, которые являются полупроводниками.

Для первых экспериментов можно взять компоненты, у которых контактные группы выполнены из бериллиевой бронзы или имеют покрытие из сплава серебра с 40% никеля. Все эти материалы:

• хорошо противостоят истиранию;
• обладают неплохими электрическими характеристиками;
• сравнительно дешевы.

Более дорогой вариант — применение переключателей с позолоченными контактами. К «элитным» изделиям принадлежат компоненты, имеющие контактные группы с покрытием из платино-иридиевого сплава либо родия (применяемый материал указывается в спецификации предприятия-изготовителя).

И, наконец, даже «самый лучший» материал окажется совершенно бесполезным, если конструкция изделия не обеспечивает надежного механического контакта, о чем тоже нельзя забывать.

В принципе, SA1 можно собрать на основе реле с герметичными контактами, для чего придется организовать систему логического управления. Ее схемное решение для опытного радиолюбителя трудностей не представляет.

Кратко о цепях, связанных с SA1. Первая галета переключателя SA1.1 связана с цепью экранной сетки оконечной лампы VL2. С ее помощью выбирается желаемая схема построения выходного каскада:

• неподвижные контакты, закрепленные непосредственно на галете, подключены к соответствующим выводам первичной обмотки трансформатора Тр.1 и источнику анодного напряжения;
• подвижный контакт, установленный на вращающемся роторе переключателя, через резистор R15 связан со второй сеткой лампы VL2.

В тетродном включении R15 служит токоограничивающим элементом, который предотвращает опасность электрической перегрузки сетки лампы.

При работе в ультралинейном режиме с помощью R15 в некоторой степени уравниваются напряжения на экранной сетке и аноде VL2, а также создается местная ООС умеренной глубины, что повышает линейность каскада.

Вторая секция переключателя SA1.2 связана с цепью катода той же лампы. К неподвижным контактам подключены катодные резисторы автоматического смещения R12—R14.

Примечание. В процессе наладки схемы их сопротивление подбирается таким образом, чтобы анодный ток покоя выходной лампы во всех трех включениях лежал в пределах 72—75 мА.

На принципиальной схеме указаны ориентировочные значения R12— R14. Более точно подбирать их лучше лишь после того, как новые оконечные лампы будут «прожарены» на холостом ходу в течение хотя бы 20—30 часов.

Подвижный контакт SA1.2 подключен к катоду оконечной лампы. В эту же точку подсоединен и положительный вывод электролитического конденсатора С5.

Данный элемент схемы исключает возникновение местной ООС по переменному току за счет падения напряжения на катодных резисторах. Первоначально емкость конденсатора С5 можно взять равной 1000 мкФ.

Более точное ее значение зависит от целого ряда факторов и не в последнюю очередь от характеристик ваших акустических систем. Разумеется, что заранее учесть их влияние в комплексе — задача весьма сложная, поэтому приходится доводить «до ума» аппарат по результатам контрольных прослушиваний.

Общепринятой упрощенной формулой для расчета емкости конденсатора, шунтирующего катодный резистор автоматического смещения, считается следующая:

где Fн — низшая частота заданного рабочего диапазона в Гц; Rк — сопротивление резистора автоматического смещения в Ом.

Подставив Fн = 10 Гц и Rк = 200 Ом, получаем Ск=500—1000 мкФ. После увеличения емкости С5 с 500 мкФ до 1000 мкФ бас становится более глубоким и объемным, что в принципе можно было предсказать и заранее.

Но вот наращивание ее до 2000 мкФ дает резко отрицательный эффект. В области нижнего баса появляются гул и характерное «бубнение», а мид-бас становится «зернистым». В придачу ко всему в среднечастотном регистре начинают прослушиваться крайне неприятные посторонние призвуки.

Требования к качеству данного элемента уже рассматривались при описании предварительного усилителя, но в данном случае имеется ряд нюансов.

Здесь специфика связана с большой мощностью звукового сигнала, которую развивает оконечный каскад. Автором были опробованы малогабаритные, толщиной не более мизинца электролитические конденсаторы Nippon, Rec и Rubycon емкостью 1000 мкФ с рабочим напряжением 63 В, которые звучали, во-первых, по-разному, что не удивительно, а во-вторых — как-то «плоско».

Замена их на К50-29 с теми же номиналами, но имеющими в несколько раз больший геометрический объем, привело к положительному результату. Сразу же появились столь желанные глубина, динамика, а сам бас стал более собранным, упругим и насыщенным.

Объяснение данному эффекту такое. В оконечных каскадах к катодному конденсатору прикладывается звуковой сигнал значительной мощности. Поэтому начинают сказываться:

• и такая характеристика как максимально допустимое напряжение пульсации (ее необходимо учитывать и при построении каскадов предварительного усиления)
• и допустимая реактивная мощность, т. е. значительное влияние оказывают тепловые процессы компонента.

Примечание. Все рассмотренные выше аспекты выбора комплектующих актуальны не только для данной конструкции.

Все каскады данного усилителя питаются от одного источника анодного напряжения. Междукаскадные развязки выполнены в виде RC-цепочек.

Они включают в себя резисторы R7 и R16, а также электролитические конденсаторы С1, СЗ. По сравнению с цепями, в которых действует звуковой сигнал, требования к качеству фильтрующих элементов проще. Здесь вполне возможно использовать конденсаторы типов К50-20, К50-26, К50-27, К50-31, К50-32, К50-35. Подойдут компоненты и более ранних разработок К50-3, К50-6, К50-7, К50-12.

На первый взгляд, не имеет никакого значения, куда именно устанавливать в цепи питания более качественный компонент, ведь он вроде бы не взаимодействует напрямую со звуковым сигналом. Но это далеко не так.

Изучим влияние оконечного каскада на предыдущие. Для более простого понимания происходящего будем считать, что междукаскадная развязка отсутствует. В процессе усиления сигнала полный анодный ток лампы делится на две составляющие: постоянную и переменную. Г

енератором последней служит сама лампа. Если бы источник анодного питания имел нулевое внутреннее сопротивление, то переменная составляющая анодного тока выходной лампы пошла бы через тот источник совершенно «прозрачно», никакого влияния на работу предыдущих ступеней не оказывая.

Однако на практике любой источник питания имеет определенное, пусть даже небольшое, внутреннее сопротивление. Поэтому часть переменной составляющей анодного тока оконечной лампы ответвляется в анодные цепи предыдущих каскадов, собранных на триодах VL1.1 и VL1.2.

При этом данная часть тока проходит через гасящие резисторы R16 и R7 (они устанавливаются, поскольку напряжение питания предварительных каскадов обычно ниже, чем выходных), анодные нагрузочные сопротивления R8 и R5, разделительные элементы R6 и С4, а также резистор утечки R10.

Аналогичное влияние оказывает второй каскад усилителя на первый, к тому же ситуация здесь усугубляется наличием гасящего резистора R16. Из-за этого значительно увеличивается эквивалентное внутреннее сопротивление источника анодного питания.

Примечание. Амплитуда тока в анодной цепи предварительного каскада во много раз меньше, чем оконечного.

Теперь рассмотрим случай, когда С1 и СЗ, обладая хорошими формальными характеристиками, имеют неудовлетворительные «звуковые» свойства.

Примечание. В такой ситуации они не только не способны эффективно выполнять свою функцию—замкнуть на общий провод помеху, но и (что гораздо хуже) могут сами генерировать дополнительную «грязь».

Распространяясь по шине питания, весь этот «мусор» проходит описанный выше путь, усиливается, и, примешиваясь к полезному сигналу, явно не способен украсить музыкальную программу.

Весьма эффективным способом борьбы с данным эффектом является раздельное питание узлов аппарата — в идеальном случае для каждого каскада отдельный выпрямитель, широко применяемый в элитной аудиоаппаратуре. В более простых устройствах приходится идти на компромисс, питая все узлы схемы от одного источника.

Теперь сделаем выводы. Чем больше усиление имеет вся схема при разорванной петле ООС, тем более качественные элементы должны использоваться в цепи питания.

Наиболее критичны к качеству комплектующих изделий первые каскады усиления, в меньшей — выходные. Поэтому для элементов развязки питания первого каскада УМЗЧ следует применять компоненты высокого, в идеальном случае «сигнального» качества.

Помимо этого в ряде случаев хороший эффект дает шунтирование электролитического конденсатора высокочастотным, подобно тому как это делают для «проходника».

Примечание. Особое внимание нужно уделить деталям, входящим в междукаскад-ную развязку схемы в случае использования кенотронных блоков питания.

Последние имеют повышенное, по сравнению с полупроводниковыми, собственное сопротивление.

Распространенное и довольно эффективное средство снижения эквивалентного сопротивления выпрямителя — применение на выходе фильтра очень большой емкости, превышающей, по крайней мере, в несколько раз необходимую для получения заданного коэффициента пульсаций.

Здесь особенно хороши импульсные конденсаторы. От аналогичных изделий общего применения их отличает повышенная энергоемкость, малое последовательное сопротивление (ESR) и способность отдавать большие импульсные токи.

Из конденсаторов отечественного произволства в данном применении неплохо зарекомендовали себя К50-23, чуть хуже К50-17, К50-21, К50-13. Можно воспользоваться комплектующими более ранних разработок — К50-ЗФ, К50И-3, К50И-1.

Поэтому не случайно уделено столько внимания освещению процессов, происходящих в цепях питания схемы. Остается добавить, что рассмотренные здесь вопросы актуальны и справедливы применительно не только к ламповой звукоусилительной технике, но и к полупроводниковой.

В последнем случае ситуация осложняется из-за больших токов, действующих здесь, которые в десятки, сотни, а порой и в тысячи раз превосходят таковые в ламповой аппаратуре.

Остальные элементы, входящие в цепь питания данной конструкции и показанные на принципиальной схеме (рис. 2), содержат выключатель SA2 и резисторы R17, R18. Остановимся на их назначении. С помощью SA2 разрывается цепь подачи анодного питания. Это необходимо в трех случаях:

• во-первых, в момент первоначального включения усилителя в сеть, когда катоды ламп еще не успели в достаточной степени прогреться. Подача полного анодного напряжения в этот момент чревата пробоем в лампе и/или разрушением катода;
• во-вторых, пользоваться выключателем SA2 приходится, и делать это нужно обязательно, в момент перехода с одной схемы оконечного каскада к иной. Снятие анодного питания резко снижает интенсивность переходных процессов, что гарантировано защитит. АС от выхода из строя во время этой операции;
• в-третьих, данный элемент необходим для организации т. н. дежурного режима Standby.

Этот режим сводится к следующему. В первые секунды после подачи напряжения накала система подогреватель-катод испытывает значительные электрические и механические нагрузки. Первые обусловлены низким сопротивлением холодной нити накала, а вторые — тепловыми деформациями, возникающими во время разогрева катода.

Разумеется, включения-выключения накала отрицательно сказываются на долговечности лампы. Поэтому в перерывах прослушивания продолжительностью до нескольких часов усилитель лучше не выключать.

С другой стороны, держать полностью подготовленным аппарат в течение 2—3 часов неприемлемо как по экономическим соображениям (неоправданно повышенный расход электроэнергии и опять же снижение ресурса ламп за счет износа катодов), так и по соображениям техники безопасности.

Поэтому при не очень длительных паузах в работе снимают только высокое анодное напряжение. Резисторы R17, R18 в режиме Standby образуют делитель анодного напряжения.

Его функция связана с тем, что работа лампы при включенном накале, но без токоотбора считается более тяжелым режимом по сравнению с номинальным и может привести к т. н. «отравлению» катода.

Для устранения этой «напасти» достаточно подать на электроды лампы напряжение, составляющее 7—15% от номинального. К самим R17, R18 каких-либо особенных специфических требований не предъявляется.

Блок питания для первоначальных экспериментов может представлять собой простейший полупроводниковый выпрямитель с емкостным фильтром.

Он должен обеспечивать выходной ток не менее 120 мА в монофоническом варианте аппарата при напряжении 290 В. В дальнейшем желательно собрать блок питания с 4-кратным запасом по мощности.

Совет: Для сглаживания пульсаций лучше всего подойдет CLC-фильтр, причем выходную емкость полезно увеличить до 1000—1500 мкФ на каждый канал.

В случае построения выпрямителя на полупроводниковых приборах предпочтение следует отдать высокочастотным диодам с большой площадью кристалла. Сами вентили можно зашунтировать слюдяными конденсаторами емкостью несколько тысяч пикофарад. Еще лучше собрать кенотронный выпрямитель. По цепи накала один канал усилителя потребляет ток около 1,5 А, хотя запас до 1,8—2 А, конечно, не помешает.

Схемы цепей питания подогревателей ламп — стандартные, с применением обычных противофоновых мер. В идеальном случае это использование постоянного стабилизированного напряжения.

Изготовление трансформаторов

Выходной трансформатор выполнен на базе серийного «сетевика» типа ТПП-286У производства Николаевского (Украина) трансформаторного завода. Такие же типоразмеры, конструктивные элементы и габариты имеют изделия серий ТПП 283—ТПП 289.

Все эти трансформаторы собраны на основе магнитопровода ШЛМ 25x40. Его конструктивные характеристики: сечение центрального керна — 10 см2, средняя длина магнитной силовой линии — 16 см, размеры окна 15x45 мм, толщина ст. ленты 0,35 мм. Во избежание насыщения сердечника под воздействием постоянного подмагничивания его собирают с зазором 0,25 мм.

Совет: При сборке стереофонического варианта усилителя постарайтесь найти трансформаторы из одной партии или, по крайней мере, с одинаковой датой выпуска. Это во многом гарантирует идентичность электрических характеристик магнитопроводов.

Каркас катушки трансформаторов серийного трансформатора имеет ширину 39 мм и глубину 13 мм.

Перед началом намотки с помощью напильника необходимо придать ему правильную геометрическую форму, в первую очередь, вывести прямые углы окна каркаса.

В противном случае, необходимое количество провода может и не вместиться. После этого следует прорезать до наружной поверхности дна те щели в щечках каркаса, через которые проходят выводы 1,2.а—2.6 и 3. Остается удалить заусеницы и слегка закруглить кромки прорезей, предназначенных для выводов обмоток, во избежание обрыва провода.

Анодная обмотка содержит 3000 витков, разделенных на 6 равных секций по 500 витков. Каждая из секций обмотки I выполнена в 5 слоев по 100 витков.

От 1300-го витка сделан отвод 7, который используется в ультралинейном режиме и обеспечивает коэффициент включения р=0,43. Вторичная обмотка состоит из пяти однослойных секций по 32 витка, общее количество витков — 160.

Рис. 3. Схема расположения обмоток и электрических соединений между их секциями.

Схема расположения обмоток и электрических соединений между их секциями показана на рис. 3. Указанное соотношение числа витков обеспечивает оптимальное согласование выходной лампы с нагрузкой сопротивлением 8 Ом. В

ыбор такого варианта не случаен, т. к. большая часть акустических систем высокой чувствительности имеет именно такое сопротивление.

Примечание. Для получения удовлетворительного звучания данный усилитель должен эксплуатироваться с АС чувствительностью не ниже 92 дБ/Вт/м.

Характерной особенностью конструкции катушки данного выходного трансформатора является его намотка двумя сложенными проводами. Выполнение обмоток сигнальных трансформаторов, особенно входных и междуламповых, жгутом из нескольких сложенных вместе проводов или литцендратом особой новинки не представляет и встречается сравнительно часто.

Гораздо реже подобная намотка применяется в мощных выходных трансформаторах. Таким приемом в некоторых своих моделях пользуются создатель торговых марок Audio Note и Kondo Хирояши Кондо и Сусуму Сакума — основатель «культовой» фирмы Tamura.

В рассматриваемой конструкции применение двух параллельных обмоточных проводов объясняется следующим образом:

• с одной стороны, проводник обладает свойством направленности, поэтому на качество звука влияет «полярность» его подключения;
• с другой стороны, катушка выходного трансформатора относится к числу весьма ответственных и трудоемких узлов ламповых усилителей.

Примечание. Вместе с тем, сразу же угадать правильное направление включения провода, а тем более быть в этом абсолютно уверенным, практически невозможно. Серия же подобных экспериментов — занятие продолжительное, крайне трудоемкое и дорогостоящее.

Учитывая, что амплитуда переменного напряжения, действующего в анодной обмотке выходного трансформатора, соизмерима с величиной анодного питания, а наиболее критичны к направлению включения проводов именно малосигнальные цепи, в которых одновременно действует и постоянный ток, было решено воспользоваться предложением В. И. Горюнова. Эта идея была опубликована в [Горюнов В. Письмо 1, «А если в параллель?» «Радиохобби» №6/2000, с. 42].

Дополнительным аргументом, говорящим в пользу данной конструкции, можно считать и тот факт, что при использовании двух проводов удается сэкономить 7—10% площади окна сердечника по сравнению со случаем, когда применяется один проводник сечением, равным суммарному, но большего диаметра. Для выполнения первичной обмотки выбран провод ПЭТВ-1 00,16 мм.

Технологически намотка катушки трансформатора производится следующим образом. Вначале с катушки с проводом на пустой барабан перематывается примерно половина, после чего можно приступать к работе. Использование такого метода, а не применение двух уже готовых бухт:

• во-первых, обеспечивает заведомое получение встречно-парал-лельного включения;
• во-вторых, это гарантирует однородность химического состава и кристаллической структуры материала обоих проводников.

В процессе работы необходимо внимательно следить за тем, чтобы провода ложились ровными параллельными рядами и ни в коем случае нигде не пересекались. Пример правильной намотки катушки показан на рис. 4.

Рис. 4. Пример правильной намотки катушки.

На нем провода, которые относятся к одному витку, выделены белым/ черным фоном. Между слоями анодной обмотки проложена изоляция в виде одного слоя бумаги толщиной 10—15 мкм от мощных т. н. «косинусных» конденсаторов. Активное сопротивление правильно выполненной первичной обмотки составляет около 220 Ом между выводами 1-14.

Примечание. Масло, которым пропитана такая бумага, смущать не должно, т. к. оно является отличным диэлектриком и, к тому же, прекрасно растворяется в парафине и/или техническом воске, нисколько не мешая нормальному ходу «проварки» катушки.

Рис. 5. Схемы расположения выводов секций обмоток на стандартном каркасе от ТПП: а — первичной; б — вторичной.

Вторичная обмотка выполняется также двойным проводом марки ПЭВ-1 0,5 мм. Междуобмоточная изоляция — комбинированная трехслойная.

Нижний и верхний слой из провощенной кабельной бумаги толщиной 0,08 мм. Не случится большой беды, если эта бумага будет пропитана трансформаторным или конденсаторным минеральным маслом. Внутренний слой — фторопластовая лента толщиной 50 мкм.

Последняя секция первичной обмотки изолируется двумя слоями фторопласта и одним электротехнического картона толщиной 0,3—0,4 мм. Схема расположения выводов секций обмоток на стандартном каркасе от ТПП показана на рис. 5.

Римской цифрой I указано первоначальное направление укладки проводов, а II — направление вращения каркаса катушки в процессе намотки. После намотки катушки и полной сборки всего трансформатора его следует целиком пропитать парафином либо техническим воском.

Резюме

При использовании выходного трансформатора рекомендованной конструкции усилитель имеет следующие характеристики: максимальная выходная мощность 4—6 Вт при коэффициенте нелинейных искажений 2,5—6% в зависимости от режима работы оконечного каскада. Частотный диапазон по уровню 1,5 дБ не уже 40 Гц — 22 кГц вне зависимости от схемы включения выходной лампы.

Номинальная чувствительность аппарата составляет приблизительно 0,11 В при работе оконечного каскада в тетродном и ультралинейном режимах, в триодном снижается до 0,2—0,23 В. Все параметры приведены для случая, когда схема не охвачена петлей общей ООС.

Предварительная настройка правильно собранного из заведомо исправных деталей усилителя сложностей не вызывает. Он обычно сразу же начинает работать.

Желательно проверить режимы ламп по постоянному току и при необходимости подкорректировать их. Целесообразно (при наличии осциллографа) убедиться в отсутствии самовозбуждения схемы.

После этого усилителю дают «прогреться» в течение 30—40 часов без подачи полезного сигнала на его вход. Данную операцию можно разбить на несколько этапов; здесь более важна суммарная наработка. В ходе этой процедуры происходит окончательное формирование компонентов, входящих в состав схемы, и принебрегать ею не следует.

Это явление объясняется просто: ориентация магнитных доменов материала сердечника трансформатора и упорядочение структуры проводников его катушки не может произойти мгновенно вследствие наличия «памяти» у металлов.

После предварительного «прогрева» аппарата начинается самый интересный этап работы — доводка изделия до кондиции «наивысшего предела». Поэтому столь подробное описание требований, предъявляемых к деталям, изучение методики их подбора и т. д. не случайно.

На примере предложенного усилителя хорошо видно, что, несмотря на кажущуюся простоту схемы, при построении аудиотехники имеется немало «подводных камней». Желающие могут попробовать «поиграть» с режимами работы триодов предварительных каскадов.

Сохраняя прежнюю величину напряжения анодного питания, изменением сопротивления резисторов в цепях катода и анода можно получить звучание всего аппарата от «махрово-лампового» до «плоско-транзисторного».

Совет. «Свежеиспеченным» выходным трансформаторам (особенно четко данный эффект выражен у однотактных аппаратов) необходимо дать наработать хотя бы 25—30 часов, только после этого они начинают «просыпаться».

На определенном этапе работы вы почувствуете, что начал «играть» каждый элемент и/или проводок, начнете понимать влияние применяемых материалов, увидите зависимость полученных результатов от общей компоновки устройства.

Резюмируя изложенное выше, можно сказать: простое повторение конструкций по описаниям, приведенным в различной литературе, обеспечивает получение звучания только некоторого «начального» уровня, который может быть менее или более высоким. Использование же полного потенциала, заложенного в ту или иную схему, зависит только от ваших способностей, вкуса и интуиции.

Литература: Сухов Н. Е. - Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.