Триодный двухтактный усилитель 8 Вт

Оставлен Evgenij Bortnik Ср, 06/08/2016 - 00:19
Аватар пользователя Evgenij Bortnik

Триодный двухтактный усилитель мощностью 8 Вт. Автор Дмитрий Климов

Усилитель конструктивно весьма прост и доступен в повторении любому радиолюбителю и обладает, тем не менее, очень красивым звуком. Он прост в налаживании, надежен в работе и собран из не дефицитных деталей, что является немаловажным фактором при повторении и тем более при ремонте и замене деталей усилителя. Можно сказать, что применение не дефицитных комплектующих и являлось главным критерием при разработке данного аппарата. В качестве силового и выходных трансформаторов можно применить стандартные изделия.

Прим. редактора: Введение в изложение материала понятий "красивый", "прозрачность", "глубина" и т.п. имеет под собой осознанное или неосознанное желание выделить собственное творение путём похвалы, подчеркнуть достоинство самого автора. Это не плохо и не хорошо, это факт. Усилитель не обладает звуком, усилитель лишь транслирует сигнал, изменяя его интенсивность. При этом воспроизведение звука может быть предельно достоверным или искажённым (содержать ошибки), например приукрашивания в угоду специфическим особенностям слуха конкретной персоны. Как только в публикации появляются эпитеты, сразу нужно понимать, что рациональная оценка качества (по численным значениям режимных параметров, цене, массе, температуре и т.п.) уступает место личностным симпатиям человека. Вероятно без этого не обойтись, поскольку люди мы, а не машины. Но отчет себе в этом нужно отдавать. Всем успехов, Евгений Бортник

Оконечные каскады на триодах обладают низким уровнем нелинейных искажений даже без введения обратной отрицательной связи, малым выходным сопротивлением, благодаря чему уменьшаются переходные искажения и могут быть существенно сокращены габариты выходных трансформаторов. Большим достоинством триодов является и то, что при значительных отклонениях величины анодной нагрузки от оптимальных значений характеристики усилителей меняются мало. Так, описываемый усилитель может работать на нагрузку сопротивлением 2-10 Ом без заметного снижения мощности и роста искажений, что предоставляет больше свободы в выборе акустических систем.

Усилитель построен по классической схеме и имеет три каскада усиления - предварительный каскад на половине двойного триода 6Н2П (Л1.1), фазоинвертор на основе катодного повторителя на другой половине двойного триода (Л1.2) и двухтактный выходной каскад на двойных триодах 6Н6П. Применение в выходном каскаде двойных триодов 6Н6П, помимо уменьшения габаритов, позволяет добиться большей симметричности сигнала, поскольку у двойных триодов лучше идентичность параметров, чем у двух независимых триодов. Для увеличения мощности в выходном каскаде применено параллельное включение половинок ламп Л2 и Л3. Лампа Л3 на схеме условно не показана. Усилитель охвачен общей отрицательной обратной связью, вводимой в катодную цепь входного каскада через резистор R2, что позволяет снизить нелинейные искажения до 0,7-1%.

Для повышения КПД и избежания потерь мощности на катодных резисторах фиксированное напряжение смещения на сетки ламп выходного каскада подается от отдельного источника отрицательного напряжения. Чтобы устранить протекание постоянного тока через первичную обмотку выходного трансформатора из-за неидентичности параметров выходных ламп, выходной каскад балансируется резистором R15 по нулевому падению напряжения на анодах выходных ламп. Данную операцию желательно производить периодически по мере износа ламп и обязательно при их замене. Резистором R19 устанавливается ток покоя выходного каскада.

Фазоинвертор, выполненный на лампе Л1.2, представляет собой каскад с расщепленной нагрузкой. Достоинством такой схемы считают высокую симметричность полуволн сигнала при равенстве анодного и катодного сопротивлений нагрузок. Эти сопротивления должны иметь разброс не более 0,5-1%. Примечательно, что симметричность расщепленного сигнала сохраняется при износе лампы и при её замене. Ослабление сигнала в фазоинверторе в этом случае компенсируется сравнительно большим коэффициентом усиления ламп выходного каскада.

Входной каскад усиления выполнен по схеме с общим катодом и особенностей не имеет. Его назначение - усиление входного сигнала до уровня, необходимого для работы выходного каскада. Полоса пропускания входного каскада при указанном сопротивлении анодной нагрузки составляет < 50 кГц. Оба канала усилителя питаются от общего блока питания. Усилители и выпрямители блока питания собраны на печатных платах, изображенных на рисунках ниже.

Качество звучания усилителя в существенно зависит от степени соответствия трансформатора и ламп, а также от верности настройки режимов. Подбор комплектующих определяется здравым смыслом, лучше использовать качественные, заведомо исправные детали и обойтись без фанатизма. А монтаж деталей должен быть безошибочным по теории сигналов и рациональным по месту. Разделительные конденсаторы С6 и С7 на входе выходного каскада лучше подобрать так, чтобы отличие их емкостей не превышало 5%. Желательно также гарантировать отсутствие сколь-нибудь заметной утечки. Эти конденсаторы совместно с сеточными резисторами образуют частотно зависимые делители. Различие емкостей приведет к тому, что на самых низких частотах полуволны сигнала окажутся разными по амплитуде, т.е. возникнут нелинейные искажения. Сеточные резисторы выходного каскада также желательно подобрать с точностью 1-2%.

В качестве разделительных емкостей применены конденсаторы типа К73-11. Конденсаторы С4, С5 усилителя и С2 в блоке выпрямителей - электролитические конденсаторы типа К50-27. Все остальные - типа "Jamicon" или другие электролитические конденсаторы. Все резисторы - типа МЛТ, С2-14, С2-33. Конденсаторы фильтров питания С4 и С5 устанавливают на платы усилителя со стороны печатных проводников. Резисторы R14 и R16 (R14 и R16 для лампы Л3) также устанавливают со стороны печатных проводников и припаивают непосредственно к контактам ламповых панелей. В качестве ламповых панелей лучше применить керамические панельки типа ПЛК-9. В крайнем случае можно использовать пластмассовые панельки типа ПЛП-9. Входные гнезда -типа RCA или "тюльпан".

Силовой трансформатор можно использовать готовый, например ТАН51-127/220-50. Любителям ручного труда можно посоветовать намотать самодельный силовик на сердечнике сечением 9-10 см2, чтобы "лишняя" энергия и время были убиты наповал. В этом случае первичная обмотка должна иметь 1200 витков медного эмалированного провода диаметром 0,33 мм, вторичная -1350 витков провода диаметром 0,27 мм, третья обмотка-100 витков провода диаметром 0,1 мм, четвертая и пятая - по 34 витка провода диаметром 1 мм.

Выходные трансформаторы можно применить стандартные ТВЗ-1-6, от ламповых телевизоров. Их первичная обмотка состоит из двух секций по 1250 витков провода диаметром 0,1 мм, вторичная - из двух секций по 73 витка провода диаметром 0,5 мм Сначала наматывается одна секция первичной обмотки, затем одна секция вторичной, затем опять первичная и опять вторичная. Секции первичной обмотки соединены последовательно, а вторичной - параллельно. Сечение сердечника 5,75 см2.

Для снижения перекрестных искажений и наводок все каскады, усилителя, входные и выходные цепи соединены с источником питания отдельными проводниками (витыми парами), что условно показано на схеме обозначениями O1-O6. Объединение общих проводов не допускается. Соединение регулятора громкости с входными разъемами и с платами выполнено не экранированными витыми парами. Эти пары оказывают влияние на АЧХ усилителя (сомнительное утверждение). Подбором числа витков и длины витых пар корректируют АЧХ усилителя в области средних и высших частот (сведения ошибочные). Экранировать входные провода не рекомендуется (верно), так как усилитель заметно теряет в "прозрачности" звука (причина здесь другая). В качестве регулятора громкости использован сдвоенный переменный резистор типа СП3-4вМ номиналом 470 кОм (неправильный номинал). Резисторы этого типа обладают заметным преимуществом в передаче звука по сравнению с резисторами других типов (снова сомнительное утверждение).

Прим. редактора: Выбор входного переменного резистора большого номинала ошибочен. Увеличение сопротивления до половины магаома уменьшает входной ток до уровня, сравнимого с токами наводок. Тем самым резко ухудшаются характеристики усилителя по фону и сужается динамический диапазон. В оконечных ламповых усилителях не следует применять входные резисторы более 47 кОм. 

Компоновочный чертеж усилителя показан на рисунке, вместе с чертежем корпуса. В домашних условиях корпус может быть изготовлен из фольгированного текстолита, при этом отдельно вырезаются верхняя, боковые и передняя стенки корпуса и спаиваются между собой. Задняя стенка для удобства делается съемной и крепится к верхней крышке с помощью металлических уголков с резьбой. Днище корпуса несет на себе массивные трансформаторы и должно обладать достаточной прочностью. Его можно изготовить из дюралевой пластины толщиной 3 мм или в крайнем случае из 10-миллиметровой многослойной фанеры.

Прим. редактора: Корпус должен иметь разделительные экранирующие компоненты для отделения подвала от трансформаторов. Экранирование выполняет жесть из феррмагниного материала - обыкновенной стали, хоть из консервной банки. Заземление должно быть в одной точке возле входного резистора. Тогда и проблем с манипуляциями витками входных проводников, влиянием фона и помех на характеристики усилителя будет меньше.

На чертеже днища корпуса не указаны отверстия для крепления силового трансформатора, так как расстояния между этими отверстиями и их размеры определяются типономиналом применяемого трансформатора. Верхняя часть корпуса крепится к днищу с помощью металлических уголков с резьбой. После изготовления корпус окрашивают аэрозольной автоэмалью.

Прим. редактора: можно использовать в усилителе раздельные анодные трансформаторы для каждого канала. Однако ключевым условием применения трансформаторов питания следует считать мелкий ток холостого хода. Это принципиальное требование. Поэтому вначале нужно найти подходящие трансформаторы и тщательно их промерить. Тоже самое касается питания накальных цепей, тоже самое касается и применения ТАНов. Нужно понимать, что если в руки попался приличный по виду трансформатор, это вовсе не означает, что пришла удача. Все трансформаторы вначале следует тщательно испытать, измерив токи потребления на холостом ходу, если ток более 20-30 мА, то трансформатор применять не рекомендуется. Ламповый усилитель отличается малым числом усилительных элементов - ламп с большим коэффициентом усиления. Однако наличие накальных цепей, питаемых переменым током 1-5 ампер нередко сводит достоинства ламп к нулю, создавая непобедимый фон переменного тока в звуковом тракте. Все переменные токи внутри конструкции вляют на уровень фона. Поэтому накал лучше питать высокостабильным постоянным током, хорошей фильтрации (особенно первых ламп). Именно постоянным током, а не пульсирующим переменным током от выпрямителя со сглаживающими конденсаторами. Выполнив указанные рекомендации и закрыв трансформаторы стальными колпаками, вместе с сильноточными проводами в виде витых пар, можно обеспечить критическое ослабление фона. Пренебрежение любым из перечисленных условий нередко превращает конструкцию радиолюбителя в обыкновенный хлам, позорную самоделку, а честолюбие автора - в пшик.

   По материалам публикации Дмитрия Климова статью подготовил

                   Евгений Бортник, Красноярск, Россия, июнь 2016

Тэги: 

2 комментария

Спасибо за такой хороший вариант с платами и пояснениями. Но есть вопрос: для чего конденсатор С7? Обратная связь? Тогда почему только один? Я не профессионал, а всего лишь радиолюбитель. потому может быть такой достаточно "глупый" вопрос. Извините. А он действительно может раскачать АС до 8 ватт? Спасибо.

by Evgenij Bortnik on Пнд, 11/07/2016 - 07:34
Здравствуйте. Это дохленький усилитель. Отдача будет минимальная, возможно и не раскачает. Надо определиться с выходным трансформатором, возможно проще окажется уйти в тетроды 6П1П. Конденсаторы С6, С7 - разделительные, симметричные.