Приветствую жителей города Датагорска очередным воплощением своего желания иметь на рабочем столе ламповый усилитель для наушников.
Не претендую на открытие, а показываю, как делал и что получилось. Подробно описываю изготовление шасси, корпуса и лицевой панели.
Схема безтрансформаторного усилителя для наушников
За основу была взята известная схема SRPP усилителя для высокоомных наушников на 6Н6П. См. например, эту .
Начал с того, что нужно было определиться с питанием. Решил собрать импульсный блок питания по мотивам статьи на IR2153. Сделал печатку, намотал трансформатор, собрал все вместе и запустил БП. Все заработало, напряжения немного пришлось подбирать перемоткой трансформатора, покопался с токовым трансформатором, но так и не понял, как он должен был защитить от перегрузки.
Включил с нагрузкой через лампу, все в норме, стартует стабильно. Убрал лампу, старт нормальный разогревает две 6Н6П, анодное обеспечивает 300 Вольт.
Но тут моим успехам пришёл конец. Когда подключил анодное к усилителю, собранному просто на столе, и стал слушать, через 1,5 минуты начал нарастать среднечастотный фон и БАХ!!! ТИШИНА… Разорвало в клочья сетевой предохранитель, убились MOSFET-ы, кончилась IR-ка, и пробило один ультрафаст в выпрямителе анодного.
Первопричиной явился именно пробой ультрафаста в анодном выпрямителе из-за чрезмерного нагрева. Все поменял и снова занялся экспериментами. Конец был аналогичным.
Начался второй этап добычи питающих напряжений, изготовил челнок из алюминиевого стержня, который был припрятан после обрезки карниза вертикальных жалюзи. Он там используется в механизме поворота ламелей. Стержень имеет сечение четырёхгранника и отлично подошёл для челнока. С обоих концов изолентой я прикрепил по два отрезка алюминиевой проволоки диаметром 3 мм. Получилась вот такая вот рогатина. Длину челнока я выбрал 300 мм.
Как я уже упомянул, за основу был взят тороидальный трансформатор с внешним диаметром 80 мм и внутренним 40 мм. На нем была обмотка 220 В и две по 12 В. Я не стал его разбирать, а чтобы определить, сколько мне нужно мотать витков, я взял и домотал 30 витков, подключил транс к сети и замерил напряжение на новой обмотке, затем нагрузил эту обмотку лампой 12 В / 21 Вт и сделал поправку. Таким образом вычислил количество витков на 1 Вольт.
Также измерил длину провода, использованного на намотку 30 витков, тем самым определил, сколько метров мне нужно для намотки новой обмотки и получить расчётное напряжение на выходе. Это количество провода нужно было намотать сначала на челнок. Так как челнок у меня получился 300 мм, то один виток на челноке у меня составил 0,6 м. Таким образом я намотал на челнок расчётное количество провода с поправкой (витков 5 на челноке) на постепенное утолщение тора по мере намотки.
Накальную обмотку мотал со средним выводом, то есть две обмотки по 3,15 В. Чтобы было удобно мотать двумя руками, я придумал зажим из тисков и прищепки-зажима. Я взял специально пластиковую, но сначала думал купить зажим-крокодил для сварки или для проводов для прикуривания автомобиля (губки необходимо будет изолировать пластиковыми накладками, чтобы не повредить изоляцию). Единственное условие, чтобы усилия пружины хватило для удержания массивного тора.
Для получения 235 В переменного напряжения мне нужно было намотать 1840 витков. Сначала думал, что будет тяжело и долго, но за 3 часа намотки в два дня получился хороший ТАН с множеством напряжений: 235 В; 245 В; 255 В; 265 В; 3,15 В + 3,15 В; 2×12 В.
Несколько отводов вторичной обмотки было сделано для подбора напряжений. После намотки ТАН был подключён к готовому макету, который был собран ещё при испытании импульсного БП. Питание пока было организовано без электронного дросселя. Фон отсутствует, что очень обрадовало.
Корпус усилителя
Всё практически готово к приданию внешнего вида. Для корпуса был применён отрезок профиля строительного алюминия, труба 50×180х180. Мой трансформатор в такой корпус как раз отлично вписывался. Такой профиль можно найти на стройке, где монтируют фасады из стекла (если конечно охотники за цветным металлом Вас не опередят).
Отрезаем лишнее и делаем все технологические расчётные отверстия под Ваше шасси. На днище я предусмотрел и вырезал электролобзиком окно для доступа к регулировке режимов ламп при замене.
Также оно является вентиляционным, так как корпус в сборе без него будет глухим. Что не совсем хорошо отразится на тепловом режиме всего устройства. Чтобы закрыть окно, я взял сетку от воздушного фильтра дизельного грузовика.
Такие фильтры легко можно найти возле стоянок большегрузов. Вырезал сетку необходимого для моего окна размера и торцы заделал полосками кровельной жести. Нарезал от листа полоски шириной 20 мм и длиной равной периметру сетки. Согнул пополам вдоль, зажав струбцинами между двух отрезков 20 мм фанеры киянкой. Затем обжал в тисках через деревянные прокладки этими полосками мою сетку. В местах сгиба по углам делал вырезы секторов 90 градусов.
Заключительный этап - покраска. Краску взял акриловую в баллоне матовую чёрную. Продаётся в строительном или автомагазине.
Боковые стенки изготовил из деревянного наличника, нашёл наличник из бука (в магазине или на рынке, где продают двери). Так как мой корпус высотой 50 мм, то наличник взял 65 мм шириной и использовал его во всю ширину, чтобы не делать отдельно ножки. В качестве ножек использовал набор мягких самоклеящихся накладок на ножки мебели, продаются в магазинах с мебельной фурнитурой.
Для лицевой панели также использовал дерево - это шпон бука толщиной 5 мм. Надписи на лицевой панели сделал испытанным методом ЛУТ. Нарисована панель в программе «Front Designer 3». Все дерево после выпиливания, подгонки, шлифовки и нанесения надписей было покрыто бесцветным глянцевым акриловым лаком. Боковые панели (наличники) были затонированы изначально.
Шасси усилителя
Склепал шасси из алюминиевого уголка 15×15 мм и алюминиевой полосы 1,5×50 мм. Размеры не привожу, так как рассчитывал под описанный выше корпус. По моим задумкам, шасси должно быть двухуровневыми. Верхний уровень опирается через алюминиевые втулки (отрезки трубки диаметром 6 мм) и скреплён саморезами (видно на фото 4 сверху и 4 снизу). На верхнем уровне должны быть ламповые панели и весь монтаж звуковой части.А на нижнем уровне силовой блок с выпрямителем, фильтром, электронным дросселем. Радиатором полевого транзистора дросселя является алюминиевая пластина нижнего уровня шасси. Транзистор установлен через изолирующую прокладку (взята из компьютерного БП). Все на него водрузил.
Монтаж соответственно навесной.
Настройка свелась к регулировке напряжения на аноде нижнего по схеме триода подстроечным резистором R.
Звучание усилителя очень нравится.
Окончательный этап - сборка и результат налицо.
Файлы
[Обновление от 162/04/2015] Файл с лицевой панелью в формате «Front Designer 3»:▼ 🕗 15/04/15 ⚖️ 2,75 Kb ⇣ 49
В самодельных ретро конструкциях нечасто можно увидеть бестрансформаторный двухтактный усилитель с фазоинвертором и с последовательным включением ламп, а ведь именно он, по словам Л. Кононовича, является более совершенным для использования в радиоприёмниках и радиолах высшего класса (журнал «Радио»1959г №6; статья «Усилители НЧ без выходного трансформатора»). Но столкнулся я с этой схемой несколько позже, в начале 70-х, будучи ещё школяром, даже собрал этот усилитель. Кстати, он неплохо работал, в составе радиоприёмника, но с трансформатором на выходе. Как давно это было. «Высококачественный усилитель» - так называлась статья из брошюры, посвящённой высококачественному воспроизведению звука. Но сейчас, как я понял, уже никого не интересует качественное звучание, главное, чтобы громко было. Вот и приходится мне затыкать уши, посещая театры и концертные залы.
 |
| Схема 70-х годов. |
Когда я тестирую ламповый усилитель с покупным выходным трансформатором, то наблюдаю сильный завал частотной характеристики (до - 10 дБ) в области низких частот (20 - 100 Гц). В попытке выровнять частотную характеристику – увеличиваю глубину отрицательной обратной связи и замечаю, что звучание становится ватным (теряется динамика звука, прозрачность), хотя приборы говорят, что всё отлично. Начинаю увеличивать число витков первичной обмотки трансформатора или включаю последовательно две первичные обмотки трансформаторов, для подъёма усиления на низких частотах, но тогда заваливается верх частотной характеристики за счёт роста индуктивности рассеивания. Ко всему надо добавить и нелинейные искажения, так как от тока, протекающего по обмотке, будет меняться магнитная проницаемость сердечника. Умолчу пока про фазовые искажения, незаметные на слух.
Попытка построить высококачественный усилитель для громкоговорителя без выходного трансформатора у меня пока не увенчалась успехом, так как всё упирается в акустический агрегат, который в большей степени несёт ответственность за качество звука, чем сам усилитель. В моём представлении гирлянда низкоомных последовательно включенных громкоговорителей в акустическом ящике, согласованная с усилителем, скорее всего не зазвучит. Даже в юности схема Кононовича работала у меня с выходным трансформатором, так как рассчитана была на дефицитные в то время громкоговорители 5ГД16 с сопротивлением около 400 Ом. А попытка увеличить количество радиоламп, чтобы обеспечить работу на низкоомную нагрузку превращает конструкцию усилителя в электропечку.
Зато увенчалась успехом постройка высококачественного стереофонического бестранформаторного усилителя для наушников. Я собрал усилитель на комбинированных триодах в целях уменьшения общего количества ламп.
Ламповый высококачественный усилитель для наушников.
Теперь так я бы назвал эту схему.
 |
| Фото 3. Макет усидитедя. |
Когда я уже стал забывать, что представляет собой качественное звучание, то собрал схему простого однолампового монофонического усилителя для наушников.
Этот усилитель работал на последовательно соединённые динамические головки наушников исключительно из-за сравнительно высокого своего выходного сопротивления 66 Ом, а поэтому не годился для стереофонического приёма с использованием бытовых, сравнительно недорогих наушников с комплексным сопротивлением динамических головок 30 – 33 Ом. Двухтактный ламповый каскад на триодах 6Н3П, (более широко распространённые радиолампы 6Н2П в этой схеме работать не будут, возможно, из-за большего их внутреннего сопротивления) охваченный обратной связью, уже обеспечивает выходное сопротивление порядка 33 - 40 Ом. Правда, путём дополнительных схемных решений, я пока дошёл до выходного сопротивления усилителя около 25 Ом. Я мог бы пойти и дальше, но вовремя остановился, так процесс мог отбросить меня в прошлое на целое столетие (в 1921 году проводились опыты по радиосвязи между Казанью и городами Поволжья), в то время, чтобы поднять мощность передатчика использовалось включение до 87 ламп в параллель. Несмотря на ещё не совсем холодную за окном погоду, отопление работало в полную силу.
В схеме на рисунке 1 первая лампа работает в усилительном режиме. Вторая половинка двойного триода – фазоинвертор. С катода и с анода этой лампы снимаются два сигнала одинаковой амплитуды, но сдвинутые друг относительно друга на 180 градусов. Коэффициент усиления этого каскада меньше 1. На выходе двухтактный последовательный каскад. Постоянное напряжение делится пополам для каждой лампы. Для этой схемы лампа 6Н3П, имея низкое анодное напряжение (100 вольт), удачно подходит. Цепочка R C – отрицательная обратная связь. С уменьшением номинала резистора, увеличивается глубина обратной связи, что в свою очередь уменьшает нелинейные искажения и выходное сопротивление каскада, в тоже время уменьшает коэффициент усиления. Так, если резистор в цепи обратной связи равен 10 кОм, то выходное сопротивление каскада - 33 Ом. Если R оос = 18 кОм, то R вых = 40 Ом.
Тем не менее, как вариант, можно уменьшить выходное сопротивление усилителя, не сильно увеличивая глубину отрицательной обратной связи, параллельным включением ламп в выходном каскаде.
Я испробовал и такое включение ламп в оконечном каскаде, несколько изменив схему. Наиболее заметно два параллельных включения. При включении в параллель три лампы, эффект на снижение сопротивления незначителен. Поэтому выстраивать цепочку ламп, чтобы добиться отдачи громкоговорителя я не стал. Дело за выбором из трёх вариантов.
Вариант 1 (на 6Н6П)
Интерес к ламповым усилителям не пропадает и по сегодняшний день, поэтому в этой статье мы с вами рассмотрим пару принципиальных схем усилителей для наушников. В первом варианте схема реализована на двух лампах 6Н6П (по лампе на канал), она изображена на рисунке ниже.
В схеме применен трансформатор ТАН 17-127/220-50. На транзисторе VT1 собран узел задержки подачи анодного напряжения. В особых настройках схема не нуждается, собранная без ошибок в монтаже работает “как часы”.
Внешний вид готового усилителя на следующем снимке:
Вариант 2 (на 6Н3П и 6Н24П)
И еще одна принципиальная схема лампового усилителя для наушников. В ней использована одна лампа 6Н3П для входного каскада на оба канала, и по лампе 6Н24П на канал на выходе усилителя. Спаренный переменный резистор R1 — регулятор уровня входного сигнала (громкости).
Напряжение на накал входной лампы снимается с микросхемы DA1 (КР1158ЕН6), представляющей собой стабилизатор напряжения с фиксированным положительным выходным напряжением 6 вольт (ее цена на момент написания статьи составляет примерно 20-30 рублей). Микросхема стабилизатора рассчитана на рабочий ток 0,5 ампер (максимальный – 1,2 ампера), и хотя она уже содержит в себе внутреннюю защиту от перенапряжения и перегрева, ее все же стоит установить на небольшой радиатор (лишним не будет). Если у вас возникнут трудности с приобретением микросхемы стабилизатора, можно реализовать накал, как это сделано в первом варианте усилителя. В этом случае, скорее всего, придется увеличить номинал емкости С5.
Для питания схемы был использован трансформатор мощностью 15 ватт, первичная обмотка осталась без изменений (на 220 вольт), вторичные обмотки перемотаны (170 вольт на ток 50 мА, и 6,3 вольта на ток 1 ампер для накала ламп). Про количество намотанных витков мы писать не будем, потому, как вам придется пересчитать параметры именно под то трансформаторное железо, которое у вас окажется под руками. Для намотки второй обмотки использовали провод ПЭВ-2 диаметром 0,2мм, для накальной – диаметр 0,8мм.
По качеству звучания второй вариант превосходит первый (хотя и первый по звуку довольно не плох). Полоса пропускания второго варианта от 10 до 100.000 герц, и по чисто субъективной оценке, низа показались немного глубже, и верх четче.
Как видно на следующем изображении, монтаж навесной:
В этой статье мы поговорим о том, как самостоятельно изготовить ламповый усилитель для наушников. Многие меломаны отказываются от современных усилителей, так как не считают издаваемый ими вес качественным. Намного приятнее слушать так называемый «ламповый» звук - он звонче, насыщеннее, в нем даже есть какое-то скрытое тепло.
Да и внешний вид лампового усилителя намного интереснее, нежели транзисторного или на микросхемах. Он светится в темноте, издает иногда потрескивания при прогреве ламп. А монтаж можно выполнять любым способом - хоть навесным, хоть на печатном текстолите. В статье будет рассмотрено несколько способов изготовления усилителя.
Корпус - какой выбрать?
Для ламповой техники идеальным материалом окажется алюминий - он внешне привлекательный, да и работать с ним одно удовольствие. Но можно использовать и оцинкованную сталь - вот только она тоньше, придется делать ребра жесткости. Но допускается применять и более дешевые материалы - подойдет фанера, пластик. Можно использовать и готовые корпусы от старой аппаратуры и даже фанерные шкатулки. Главное, чтобы размеры были подходящими - в корпусе должны уместиться все детали.
Обратите внимание на то, что при изготовлении лампового усилителя для наушников своими руками потребуется пользоваться источником питания с высоким напряжением. На аноды ламп придется подавать не менее 120-150 В. И желательно для компактности все уместить в одном корпусе. А для того чтобы не возникло никакого постороннего фона в наушниках, необходимо осуществить экранирование блока питания от основных элементов конструкции, особенно от выходного трансформатора звука (если таковой имеется).
Изготовление корпуса из алюминия
Как вы понимаете, изготовить для наушников можно на любой основе. Но алюминиевый будет смотреться намного привлекательнее. Поэтому вам необходимо найти подходящий материал - он не должен быть тонким, чтобы не прогнулся под тяжестью установленных деталей. Вам потребуется изготовить короб из алюминия. Соединения лучше сделать при помощи сварки - после обязательно швы тщательно обработать, чтобы они не выделялись.
Затем, после формирования короба, нужно внутри установить перегородку - она послужит экраном между блоком питания и узлом усилителя. В этом экране делаете отверстие, в которое впоследствии прокладываете провода питания. Намечаете положение всех элементов - ламп, трансформаторов, регуляторов, выключателей и гнезд. В случае применения навесного монтажа на всех этих элементах будут устанавливаться пассивные компоненты - резисторы, конденсаторы, и т. д. Но можно применять и монтаж на печатной плате - правда, могут возникнуть при этом трудности. Все моменты сейчас и рассмотрим.
Печатный монтаж
Этот способ монтажа довольно привлекательный, но придется четко размечать положение гнезд под лампы и отверстия в корпусе. Если они не будут совпадать, то установка ламп и их замена окажется проблемой. При использовании такого способа монтажа на печатной плате устанавливаются все резисторы, конденсаторы и диоды, а также гнезда под лампы. Все остальные компоненты - гнезда типа «джек», регуляторы тембра и громкости, «тюльпаны», монтируются на боковых стенках и соединяются с платой при помощи экранированных проводов.
При изготовлении печатной платы потребуется раствор хлорного железа, перманентный маркер, а также фольгированный текстолит. Главное - правильно разметить дорожки. Они не должны быть слишком длинными - это может стать причиной появления постороннего фона. Чтобы на все 100% избавиться от фона, можно поверх дорожек на расстоянии 0,5 см (лишь бы не касался) поставить экран из тонкого металла. Его обязательно соединяете с общим проводом (минусом питания).
Навесной монтаж
Этот тип монтажа хоть и не отличается красотой, зато надежен и позволяет уменьшить длину выводов элементов. Это благоприятно сказывается на работе устройства. При изготовлении лампового усилителя для наушников на 6Н6П (это двойной триод) можно реализовать схему, в которой будет всего две лампы. Причем задействованными окажутся две половинки - одна в качестве предварительного усилителя с регулятором тембра, вторая будет оконечным каскадом. Рекомендуется применять трансформаторы - они позволяют уменьшить сопротивление каскада.
Для того чтобы реализовать на практике навесной монтаж, необходимо просто сделать отверстия под гнезда ламп. Но нужно делать отверстия как можно ближе друг к другу - это позволит избавиться от возможного появления фона при работе. Затем намечаете отверстия под установку переменных резисторов и гнезд для подключения наушников и источников сигнала. Обязательно сделайте отверстия для креплений силового трансформатора и выходного звукового. И не забудьте про электролитические конденсаторы. В той части корпуса, где планируется монтаж блока питания, нужно сделать отверстия под провод и выключатель. Желательно устанавливать предохранитель. Можно применять самовосстанавливающийся, благо он имеет низкую стоимость.
Выбор схемы для усилителя
Если обратить внимание на то, какие используют схемы радиолюбители в своих конструкциях, то можно увидеть, что выбор-то не очень большой. Отличия могут быть в лампах, которые используются в конструкции. если вы делаете ламповый усилитель для наушников на 6Н6П, то получите относительно малогабаритное устройство. Но в случае применения лампы типа 6Н6С размеры конструкции увеличиваются - гнезда у них отличаются, причем существенно.
Классическая схема - это предварительный усилитель на лампах типа 6Н6П или 6Н2П. Некоторые меломаны используют 6Н23П - обосновывают свой выбор тем, что у нее звук намного приятнее. Выходной каскад может строиться на аналогичном триоде или же пентоде типа 6П14П. В этом случае можно добиться большего усиления, но при использовании наушников в качестве нагрузки это не очень-то и надо.
Кстати, существуют пальчиковые лампы - у них размеры намного меньше, чем у тех, которые были приведены в статье. Для них не нужно устанавливать гнезда, они просто впаиваются в плату. Такие лампы удобно использовать в случаях, когда пространство для монтажа ограничено. Вот только на виду эти лампы не будут - их лучше прятать внутрь хорошо проветриваемого корпуса.
Изготовление блока питания
Обратите внимание на то, что любой, даже самодельный ламповый усилитель для наушников нуждается в питании. Обязательно должно быть три обмотки в трансформаторе:
- Накальная - напряжение переменное 6,3 В.
- Анодная - напряжение от 150 до 300 В.
- Сетевая - для подключения к розетке.
Обязательно в цепи нужно устанавливать предохранитель и выключатель - это позволит сделать использование усилителя максимально безопасным. Обратите внимание на то, что все обмотки должны быть уложены плотно. Также не допускается наличие зазоров в сердечнике. Это может стать причиной появления постороннего шума. Трансформатор должен работать бесшумно - это главное условие.
Выпрямитель и фильтры
Затем необходимо сделать отверстия под установку электролитических конденсаторов - они используются в блоках питания для избавления от переменной составляющей тока. В качестве выпрямителя можно использовать сборку, состоящую из четырех полупроводниковых диодов. Называется она «селеновый выпрямитель». Корпус из тонкого алюминия, четыре вывода, к которым подключается источник переменного тока и нагрузка. Конструкция не очень сложная, но достать такой прибор становится все сложнее.
Поэтому в качестве выпрямителя портативного лампового усилителя для наушников лучше всего использовать обычные полупроводниковые диоды. Единственное условие - величина обратного напряжения должна быть 300 В и выше. Для ламповой техники высокие напряжения - это нормальное явление. Рекомендуется устанавливать дополнительные дроссели - они позволят избавиться от высокочастотных помех, которые могут проникнуть из сети. Это актуально для случаев, когда усилитель планируется использовать совместно с ноутбуком, персональным компьютером, и любой другой техникой, в которой используются импульсные блоки питания.
Накальные обмотки
Напряжение накала для большей части радиолам составляет 6,3 В. Максимально допустимое значение - 7 В. Но есть и лампы, у которых для накальных обмоток нужно 12,6 В (например, ГУ-50). Но это лампы, которые используются исключительно в мощной аппаратуре и для нашей конструкции они не применимы. Обмотка накала должна быть намотана толстым проводом - чтобы обеспечить все цепи питанием. Кроме того, от нее же можно запитать лампу (или светодиод), которая будет сигнализировать о включении/отключении усилителя.
Иногда в литературе можно встретить рекомендации специалистов - выпрямлять ток перед подачей на накалы ламп. Это хорошее решение для избавления от посторонних шумов, возникающих при работе. Дело в том, что нить накала, словно динамик, немного «гудит» при питании от источника переменного тока. Она колеблется с частотой около 50 Гц. Эти колебания могут влиять на работу УНЧ. Чтобы от них избавиться, достаточно установить мостовой выпрямитель и несколько электролитических конденсаторов. Тогда только не будут вибрировать нити накалов.
Сборка усилителя
А теперь приступим к сборке усилителя - дело это кропотливое, но выполняется очень просто. Даже самые для наушников собираются по классическим схемам, о которых мы говорили выше. Выбрав конкретную схему, можно приступать к ее реализации. Соберите все элементы, которые вам потребуются. Установите переменные резисторы и можно начинать сборку.
Первым делом прокладываются шины питания нитей накала. Для экономии иногда один из проводов соединяют с корпусом. В нашем случае питание происходит постоянным током, поэтому с корпусом нужно соединять минус. Следовательно, на каждом гнезде лампы необходимо соединить с корпусом один из выводов нити накала. На второй вывод подается плюс от источника питания. Затем, когда все шины находятся на своих местах, можно приступать к установке пассивных компонентов.
Монтаж элементов
Первым делом нужно произвести соединения цепей, которые могут быть причиной появления постороннего фона. При подключении наушников к ламповому усилителю может слышаться характерный звук, который говорит о том, что в цепях присутствует некачественное соединение. Переменные резисторы соединяете с элементами схемы при помощи экранированных проводов - добейтесь того, чтобы провод без оплетки был максимально коротким. Прокладываете аккуратно провода, можно использовать фиксаторы для крепления.
Затем производите установку резисторов и конденсаторов - высоковольтную (анодную) часть нужно делать самой последней. Для облегчения монтажа можно использовать цилиндрические электролитические конденсаторы типа ВЗР КЭ-2М. Они при помощи гайки закрепляются на корпусе. Минус - это корпус конденсатора, плюс - центральная жила. Именно с ее помощью можно облегчить проведение монтажа - она соединяется с «+300В» от источника питания. А затем к этой жиле припаиваются резисторы, второй вывод которых соединяется с анодами ламп.
Завершение монтажа
Теперь нужно реализовать подключение наушников к ламповому усилителю - делается это при помощи штекеров типа «джек». Сразу нужно оговориться, что использовать разъем 3,5 мм неудобно - его и поставить сложно, и пайку производить тоже проблемно. Поэтому лучше использовать разъемы 6,5 мм - они красиво смотрятся на корпусе из алюминия. Если вы изготавливаете бестрансформаторный ламповый усилитель для наушников, то необходимо нагрузку подключать в анодную цепь.
Рекомендуется перед началом проведения работ определиться с тем, нужен ли микшер. Это устройство, при помощи которого делается слияние нескольких сигналов в одно целое. Другими словами, можно взять сигнал от микрофона, компьютера и гитары, отрегулировать величину усиления и подать на вход УЗЧ. Поэтому, если нужно сделать несколько входов, потребуется установить дополнительные разъемы типа «тюльпан» или «джек». И по каждому входу делается регулировка громкости - для этой цели устанавливаются отдельные переменные резисторы.
Стереофонические УНЧ
И еще один момент. При изготовлении стереофонического лампового усилителя для наушников на 6Ж1П или аналогичной лампе необходимо использовать переменные резисторы спаренного типа - два в одном. Другими словами, на одном рычаге должно быть два бегунка. С помощью такого устройства можно одновременно производить регулировку усиления сразу по двум каналам.
Если усилитель стереофонический, то для каждого источника сигнала используется отдельный предварительный усилитель. Оконечный каскад может быть общим. Но самый простой способ реализации стереоусилителя - это изготовление двух монофонических устройств. На один подается сигнал от левого канала, на второй - от правого. По аналогичной схеме можно изготовить и усилитель для сабвуфера. Нужно только добавить в конструкцию фильтр низких частот. Но при изготовлении простого лампового усилителя для наушников своими руками это не потребуется.
Трансформатор звука
При изготовлении лампового УНЧ по классической схеме необходимо применять трансформаторы типа ТВЗ. Такие устанавливались раньше на усилителях в радиолах и радиоприемниках. Если присмотреться, то можно увидеть, что никаких практически отличий от сетевых трансформаторов нет. А теперь подробнее:
- Напряжение питания первичной обмотки у сетевых и звуковых трансформаторов около 250 В.
- На вторичной обмотке напряжение около 9-10 В.
Иными словами, в качестве звукового трансформатора можно использовать даже китайский сетевой. Их можно найти как в дешевых колонках, так и в различных приборах. Вот только нужно обратить внимание на качество стали, из которой изготавливается сердечник. У трансформаторов типа ТВЗ или ТВК (использовались для кадровой развертки ламповых телевизоров) сталь намного качественнее, нежели у китайских собратьев.
В том случае, если применена схема стереофонического усилителя, потребуется учесть одну особенность. Соединять вторичные обмотки трансформаторов для лампового усилителя для наушников нужно последовательно. Средняя точка соединяется с корпусом устройства. Второй вывод - это левый канал, а третий - это правый. Такой усилитель можно использовать и в качестве предварительного каскада для домашней акустической системы. К ней можно подключить сразу несколько сигналов от различных источников.
В заключение
Но можно самостоятельно сделать не только из подручных материалов ламповый усилитель для наушников. Набор для изготовления подобных девайсов можно приобрести за относительно небольшую цену. Конечно, отдавать деньги за то, что можно найти на любой свалке - это глупость. Самое сложное при работе - это изготовление корпуса. Работать с алюминием легко, вот только сварку его осуществлять проблематично - проще найти человека, который занимается этим делом. Можно, конечно, применить болтовое соединение. Вот только оно оказывается намного слабее.
Настройки не требует устройство, подключить наушники к ламповому усилителю довольно просто - работать все начинает буквально сразу же. Если сомневаетесь в своих силах, то попробуйте сначала изготовить «черновой» вариант - так сказать, на коленке. После изготовления такого устройства можно сделать несколько экспериментов, которые помогут определить необходимые параметры элементов. Дело в том, что путем подбора конденсаторов можно изменить тембр - повысить или понизить частоту воспроизводимого звука.
Усилитель, изготовленный по классической схеме, будет долго работать, ведь ресурс радиолампы составляет около 1000 часов. А заменить ее можно буквально за пару секунд. К такому устройству можно подключать даже виниловый проигрыватель - это будет актуально для любителей «старины». А вот выход, который подключается к наушникам, можно соединить со входом звуковой карты - это позволит оцифровать любую виниловую пластинку.
Предлагаю вниманию заинтересованных читателей второй вариант телефонного лампового усилителя, на этот раз с выходным трансформатором. Если описанный ранее усилитель предназначался для работы с головными телефонами, имеющими сопротивление от 100 до 600 Ом, то этот усилитель может работать с нагрузками от 15 до 600 Ом.
Какой из усилителей целесообразнее сделать?
Главное достоинство трансформаторного телефонного усилителя в том, что его можно довольно легко приспособить к широкому диапазону нагрузок, одновременно обеспечив хорошее демпфирование, - это делает его применение универсальным. К достоинствам можно также отнести меньший коэффициент гармоник в основном диапазоне рабочих частот, достигаемый благодаря достаточно легкой нагрузке на выходной триод (однако на самых низких и самых верхних частотах коэффициент гармоник в силу некоторых принципиальных свойств трансформатора растет). Говоря о легкости нагрузки, я имею в виду, что приведенная к аноду выходной лампы нагрузка оказывается весьма высокоомной, много больше выходного сопротивления лампы, и линия нагрузки на выходной характеристике лампы идет под небольшим углом, обеспечивая работу с минимальными искажениями (для лампового триода в этом отношении идеальной является нагрузка с бесконечно большим сопротивлением - на выходной характеристике это будет горизонтальная линия). По той же самой причине нет никакой необходимости в двухтактном выходном каскаде и, соответственно, не нужен обеспечивающий его работу парафазный каскад. Таким образом, естественно будет применить однотактный выходной каскад на триоде, работающем в классе А. При этом ток покоя лампы будет являться подмагничивающим для выходного трансформатора, и его сердечник должен иметь немагнитный зазор, исключающий насыщение магнитопровода и выводящий его в наиболее линейную область петли гистерезиса. Малые искажения и высокий коэффициент демпфирования такого выходного каскада не требуют введения какой-либо обратной связи, и это благоприятно сказывается на качестве звучания.
Перейду к описанию принципиальной схемы предлагаемого телефонного усилителя. В нем используются всего три лампы: одна 6Н23П-ЕВ (6Н23П) и две 6Н6П (6Н6П-И). Каждый канал усилителя (см. рис. 1) двухкаскадный, с гальванической связью между каскадами. Разделительные конденсаторы, заметно влияющие на звук, в усилителе отсутствуют.
Чувствительность усилителя - 0,5 В при максимальной выходной мощности. Верхняя граница полосы пропускания по уровню -3 дБ составляет не менее 60 кГц при самой низкоомной нагрузке и около 100 кГц при самой высоко-омной. Нижнюю границу полосы пропускания измерить не удалась, во всяком случае, на частоте 17 Гц (самой нижней у моего ГЗ-102) уменьшения амплитуды не отмечено. Нелинейные искажения определяются преимущественно второй гармоникой и составляют 2-3% при максимальной выходной мощности на частоте 1 кГц (по третьей гармонике - примерно 0,3%). При нормальной громкости искажения по второй гармонике на порядок ниже (падают пропорционально уменьшению сигнала) и совсем уж малы по третьей (амплитуда третьей гармоники падает пропорционально квадрату уменьшения выходного напряжения).
Конденсатор СЗ (рис. 1) является выходным элементом стабилизатора электропитания, установленным на плате усилителя (или в непосредственной близости от него). В источнике анодного питания этого варианта телефонного усилителя (рис. 2) имеется стабилизатор постоянного напряжения, что может быть очень полезно в том случае, если стабильность питающей сети оставляет желать лучшего (у меня дома, например, сетевое напряжение постоянно колеблется от 180 до 230 В!).
Стабилизатор состоит из источника тока на транзисторе VT2, резисторах R4, R5 и диодах VD8, VD9. Источник питает стабилизированным током последовательно соединенные стабилитроны VD2-VD7. При этом пять стабилитронов одинаковые, типа КС551А, а тип шестого необходимо подбирать в каждом конкретном случае (из-за разброса номинального напряжения стабилизации стабилитронов) для получения суммарного напряжения +(300 + 10) В. Стабилизированное напряжение с цепочки стабилитронов через RC-фильтр R3, С2 поступает на базу составного транзистора VT1, с эмиттера которого напряжение +300 В подается на оба канала усилителя для питания анодных цепей. Между эмиттером и коллектором этого транзистора включен обратно смещенный диод VD1, предохраняющий транзистор от электрического "пробоя" при выключении усилителя. Выпрямитель источника питания состоит из диодного моста VD10 и накопительного конденсатора СЗ. Элементы R1, R2, R6, R7, С1 служат для подачи в цепь накала лампы положительного потенциала +52 В, который уменьшает фон, возникающий из-за питания нитей накала переменным током.
При изготовлении усилителя основное внимание следует уделить выходным трансформаторам левого и правого каналов (см. рис. 3).
Магнитопроводы УШ 16 х 24 с пластинами толщиной 0,3 мм и каркасы катушек проще всего взять от унифицированных телевизионных выходных трансформаторов ТВЗ-1-9. При этом трансформаторы надо будет аккуратно разобрать, разогнув лапки обойм крепления магнитопровода. Затем катушки снимаются с магнитопровода, каркасы освобождаются от провода и перематываются, после чего трансформаторы собираются в обратном порядке. ТВЗ-1-9 имеют требуемый зазор в магнитопроводе, и его надо просто сохранить при сборке. Надетые на трансформаторы обоймы крепления необходимо плотно обжать на магнитопроводах тисками (но не молотком!). Катушка каждого выходного трансформатора секционированная, это нужно для увеличения полосы пропускания. Секций семь: три в первичной обмотке и четыре во вторичной. Номера секций соответствуют порядку их намотки на каркас. Секции 1, 3, 5 и 7 относятся к вторичной обмотке и содержат по 150 витков провода ПЭВ- 2 диаметром 0,3 мм (два слоя), намотанных виток к витку. Секции 2,4 и 6 относятся к первичной обмотке: 2 и 6 секции содержат по 1500 витков (6 слоев), а 4 секция - 2 000 витков (8 слоев) провода ПЭВ-2 диаметром 0,08 мм. Выводы начала и конца каждой секции пропускаются через отверстия в каркасе катушки, при этом первичная обмотка выводится на одну сторону, а вторичная - на другую, и они соответственно маркируются. Между секциями обмоток прокладывается изоляция толщиной 0,1 мм из пяти слоев микалентной бумаги или одного слоя лакоткани. Поверх последней секции накладывается изоляция в два раза толще. Намотав катушку, ее необходимо хорошенько проварить в расплавленном парафине, стеарине или церезине. Компаундами катушку не пропитывать! Секции первичной и вторичной обмоток соедините на приклеенных к трансформатору промежуточных расшивочных колодках в соответствии со схемой (см. рис. 3). Получившиеся две половины вторичной обмотки (II и III) в дальнейшем могут быть соединены или параллельно (начало II с началом III, конец II с концом III) для сопротивлений нагрузки от 15 до 100 Ом, или последовательно (конец II с началом III) для сопротивлений нагрузки от 150 до 600 Ом. Использовать переключатель для коммутации половины вторичной обмотки, на первый взгляд, удобно, но это внесет лишние нелинейные сопротивления контактов и может ухудшить звук.
Транзистор VT1 стабилизатора питания необходимо установить на изолированный от корпуса радиатор площадью около 100 см 2 . Под корпус транзистора лучше положить слюдяную изоляционную прокладку толщиной 0,05-0,1 мм, в противном случае радиатор окажется под напряжением +350 В.
Левый и правый каналы усилителя целесообразно будет разместить на одной плате (не обязательно печатной, можно использовать и навесной монтаж) толщиной 1,5-3 мм, лучше из гетинакса. На другой такой же плате смонтируйте элементы источника питания (кроме силового трансформатора). При компоновке элементов усилителя в корпусе постарайтесь разместить трансформаторы подальше друг от друга, особенно выходные от силового. Лучше еще и развернуть их друг относительно друга на 90°, чтобы уменьшить взаимные магнитные наводки.
Общие рекомендации по конструированию усилителя - экранирование, компоновка, выбор элементов, в том числе и проводов, - были уже даны в конструкции бестрансформаторного усилителя . В авторском экземпляре трансформаторного телефонного усилителя были использованы следующие типы элементов: все резисторы, за исключением R10, который был проволочным в керамическом корпусе, - южнокорейские угольные (Мощность одного такого резистора 0,25 Вт. Когда нужна большая мощность рассеивания, используются несколько резисторов. Их соединяют последовательно, чтобы увеличить максимально допустимое прикладываемое к ним напряжение ); регулятор громкости - дискретный, РП-1-57; конденсаторы в катодах - "Philips"; накопительный конденсатор выпрямителя корейский "Samhwa"; телефонное гнездо - "Neutrik". Монтажные провода были сделаны из кабеля "Recoton Road Gear OFC Speaker Wire 10GA": кабель расплетается на стренги, которые затем заключаются в лакотканевые (ни в коем случае не полихлорвиниловые! ) трубки, причем направление провода получается противоположным направлению надписи на кабеле.
Налаживание усилителя сводится к подбору типа шестого стабилитрона для получения напряжения +300 В на выходе стабилизатора при отключенной плате усилителя, подбору резисторов R7 в катодах половинок первой лампы до получения на катодах выходных ламп каналов напряжения +(42.. 44) В и балансировке усиления каналов подбором резисторов R1.
Перед началом первого прослушивания оставьте усилитель включенным на сутки, чтобы успели сформоваться электролитические конденсаторы. Перед каждым серьезным прослушиванием дайте усилителю прогреться около часа. Не забывайте периодически промывать все разъемы ваткой, смоченной в спирте. Полярность сетевой вилки также влияет на звук.
Успехов вам, самодельщики!
С. Куниловский
Журнал "Аудио Магазин" №2 1997 г.
