Усилитель на лампах конструктор
Обновлено: 25.04.2024
Одним из преимуществ радиохобби является то, что можно хорошо сэкономить на вызовах электриков и телемастеров. А те, кто продвинулся в этом интереснейшем занятии ещё дальше, могут даже самостоятельно собирать приборы и различные устройства. Особенно приятно делать это используя радиоконструкторы, которые в советские времена, да и сейчас, выпускает наша промышленность. Далее повествование будет вестись от лица одного английского радиолюбителя, у которого есть возможность покупать даже наборы для создания УНЧ на лампах: Когда возникло желание испытать знаменитое качество ламповых усилителей, купил комплект для самостоятельной сборки и приступил к делу. Комплекты доступны в двух версиях, KT77 мощностью 15 Вт и KT88 мощностью 25 ватт, второй и решил попробовать. Моноблок лампового усилителя прибыл примерно через две недели после размещения заказа в двух коробках, каждая весом около 6 кг.
Комплекты были хорошо упакованы и не было никакого повреждения содержимого. Руководство по сборке было отправлено по электронной почте. Для инструментов вам понадобится паяльник, отвертка, плоскогубцы и проволока в изоляции. Корпус - сталь с порошковым покрытием. Он также включает в себя съемную вентилируемую крышку.
Параметры и описание комплекта
Ламповый усилитель на КТ88 - схема
Первый каскад, после входа аудиосигнала - SRPP усилитель на лампе 5751, это миниатюрный двойной триод. Но и другие лампы могут быть использованы в драйвере, ближайший аналог - 12AX7, которая даст дополнительное усиление. Ещё 12AU7, ECC82 и ECC802S могут использоваться, но они не будут в состоянии обеспечить достаточное усиление, чтобы раскачать KT88 на полную мощность.
Выходной каскад является инвертирующим Push-Pull усилителем, который базируется на стандартном включении. Есть только один разделительный конденсатор по всему сигнальному пути, что очень хорошо. Элегантность и абсолютная простота этой схемы усилителя понравится всем аудиофилам, которые предпочитают как можно меньше компонентов в тракте сигнала.
Блок питания для лампового УМЗЧ - электрическая схема
Источник постоянного тока состоящий из регулятора напряжения на LM317HVT используется для стабилизации тока выходного каскада. Ток смещения можно регулировать путем изменения текущей настройки резистора (10-22 Ома), и это позволит использовать в процессе экспериментов множество различных радиоламп. Для удобства введён переключатель, он может быть использован, чтобы легко регулировать ток смещения. Сюда можно ставить лампы типа 6550, KT88, KT90.
Довольно хорошее качество компонентов используются в наборе усилителя. Переходной конденсатор российского производства - бумага в масле (PIO). Тип помечен как K40У-9 (0.33uF / 630V), который хорошо звучит и популярен среди любителей аудио. Но не стесняйтесь экспериментировать с различными другими конденсаторами. Резисторы - углеродные пленки. Выходной трансформатор - Edcor CXPP25-MS-8к, мощностью 25 Вт.
Питание поступает на УНЧ через разъем, расположенный на задней панели усилителя. На входе 220 В есть 3 ампер предохранитель и фильтр помех. Силовой трансформатор Edcor с выходными обмотками 180V-0-180 В в 250 мА и 12 В на 4 А. Питание 12V постоянного тока используется для накалов ламп. Схема на LM555 и реле, используется для задержки подачи питания анодов.
УНЧ на KT88 - сборка и настройка
Для сборки набора достаточно иметь базовые навыки пайки, а вся работа займёт несколько вечеров. Комплект содержит много деталей, но следуя инструкциям, результат будет успешным. Прежде чем начать монтировать оборудование, нужно изучить принципиальную схему, чтоб она отпечаталась в памяти - там проще будет собирать, примерно зная что куда.
Питание и настройка баланса между лампами выходного каскада. Это делается с помощью мультиметра, который вставляется в контрольных точках в верхней части усилителя и далее регулировка 25-омным потенциометром. После часа работы, вы должны проверить баланс еще раз. У меня было расхождение всего несколько миллиампер за месяц ежедневной работы.
После балансировки смещения подключил акустику Fostex FE206E (96 дБ / 1 Вт) и проверил на гул. Всё нормально. Что касается БП, надеялся получить около 60-секундной задержки при включении питания, однако не мог получить больше, чем примерно 30 секунд.
Радиатор для LM317 был довольно горячий - около 100 C (максимальная температура эксплуатации LM317HVT - 125 C). Температуры силового трансформатора и аудио выходного были 65 C до 45 C соответственно.
Испытания собранного усилителя
Все синусоидальные выходные сигналы (на выходной мощности 25 Вт), что посмотрел между 20 Гц и 20 кГц, были идеальные копии входного сигнала. Общий коэффициент усиления усилителя около 10,3 (20.3 дБ). При выходном уровне около 15 Вт, частотный диапазон был плоский между 20 Гц - 13 кГц, и спад около 0,2 дБ на 20 кГц. Так что всем рекомендую подобные конструкторы, работают они ничуть не хуже готовых ламповых усилителей, промышленной сборки, за несколько тысяч долларов!
Форум по обсуждению материала НАБОР ДЛЯ СБОРКИ ЛАМПОВОГО УСИЛИТЕЛЯ
Элементы и батареи Li-Ion, Li-Po и LiFePO4 - особенности каждого типа литиевых аккумуляторов и основные различия.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Теория и практика применения суперконденсаторов в различных системах беспроводной связи IoT.
Приводится несколько рабочих схем электромагнитных Gauss Gun. Первая часть сборника.
Предистория:
Строя домашнюю аудиосистему, столкнулся с трудностями. Одна из них — мой ламповый усилитель мощности Musical Paradise MP-301 MK3 при подключении к источнику «напрямую» даёт скучный, зажатый звук. Без «верхов» и «низов», одна выпяченная нижняя середина. Причём кинозвук выдаёт хороший, а мою музыку (black metal) играет плохо.
Очевидно, что требуется тонкомпенсация. Покупка платы тонкомпенсированного предусилителя проблему, в общем, решила, но качество звука (в целом) ухудшилось. Предусилитель отправился пылиться на антресоли.
За 4000 рублей я получил (все детали новые):
1100+1100 рублей — Два набора деталей для сборки двух моно каналов.
1000 рублей — ТАН 15-01, тороидальный силовой анодно-накальный трансформатор.
130 рублей — Плата блока питания.
270 рублей — Дроссель Д15Н (50мА, 10Гн).
400 рублей — пересылка (из Питера в Новосибирск).
Содержимое посылки:
Крупный план на комплектующие блока питания:
Дроссель, и два двойных триода 6н2п-ев — 1972 и 1976 года выпуска — что странно. Думал, будут одного года. А эти отличаются конструктивно даже на глаз:
(P.S: Автор написал, что у него все лампы 1976 года. Моя 1972 года затесалась к нему в набор неизвестным образом, и он положил её мне не нарочно. Предложил пока послушать так. Бесплатную замену ламп не предложил. За отсутствующие радиодетали не извинился. Вообще, продавец никаких вежливых слов («спасибо», «здравствуйте», «до свиданья») в переписке не употребляет, наверное, по принципиальным соображениям).
Платки предусилителя, два моно канала:
Набор деталей № 1:
Набор деталей № 2:
«Манускрипт» (ксероксная копия в A4) с рукописными помарками, которые я до конца расшифровать не смог. Просто оцените уровень исполнения:
Почти спаянные платы (сразу видны отличия от исходной фотографии на сайте — разделительные конденсаторы и ламповые панельки):
Усилитель собрал на макетке (прошу прощения за качество фотографий):
Качество звучания:
Но темброблок, как мне показалось, рассчитан не совсем оптимально для высококачественных акустических систем. Немного «узковато», что ли.
По информации автора:
Регулировка в пределах: ±8dB.
НЧ: 300 Hz.
ВЧ: 3 kHz.
полоса: 20-20000Гц. (±0.3dB).
КНИ: 0,05%.
out: 2V、-максимальное 20V или более.
Из-за этого регулировка происходит в ограниченном диапазоне, что хорошо слышно.
Мне бы хотелось регулировку по НЧ: 100 Hz и ВЧ: 10 kHz, а может, даже и шире.
Продавец сообщил, что схема темброблока рассчитана Манаковым, и устраивает многих.
Предложил по низким частотам заменить конденсаторы C3, вместо исходных 15 нФ поставить 10 нФ, как у Манакова.
По высоким частотам предложил конденсатор С1 на 1 нФ (по схеме у Манакова, у Матюшина C2) изменить в сторону уменьшения.
Достоинства:
Нужно два моноканала для стерео варианта, что увеличивает неудобство регулировки, и в два раза количество «крутилок».
Инструкция могла бы быть и поаккуратнее.
Переменные резисторы использованы самые обыкновенные, с характеристикой «B», поэтому тембры регулируются не плавно, а резко, скачком.
Комплектные радиодетали в наборе самые дешёвые.
В наборе отсутствовало 4 резистора. Радиолампы были не парные.
Схемы сборки нет, поэтому я не смог её правильно собрать, пока самостоятельно не нашёл ошибку в нанесённой на плату разметке.
Это оказалась колодка «на выход» сзади. Она имеет обратную полярность по сравнению с другими колодками на плате:
В общем, схема, предложенная Матюшиным, менее удачная, чем схема Манакова.
У Манакова схема намного проще, усиление меньше (что хорошо), так как у Матюшина оно избыточно.
Кроме того, схема Матюшина требует трёх дорогостоящих разделительных конденсаторов на канал, взамен одного у Манакова.
P.S.
Решил сделать из темброблока Матюшина темброблок Манакова. По схеме удаляем следующие элементы:
Получаем такой вид платы:
Наиболее сильно влияющим на качество звука этого предусилителя является разделительный конденсатор и конденсатор C2 в темброблоке. Я поставил бумаго-масляный К40У-2 (0,1мкФ 350В) вместо плёночного Wima, потому что не нашёл ничего более подходящего. На C2 нужно ставить или высоковольтный керамический, или слюду. Я поставил СГМ-1.
Качество звука по сравнению с исходной схемой сильно возросло, но конденсатор К40У-2 начинает хорошо звучать только после своего «прогрева» (не менее получаса). Чем это вызвано, не знаю, но факт.
P.P.S.
К40У-2 поменял на полипропиленовый тайваньский Suntan 1мкф 250В:
Звук по сравнению с К40У-2 изменился — на моём блэк металле «середина» стала более динамичной и жёсткой. Но вместе с тем звук стал менее «певучим» и «душевным» на рок балладах и т.д.
P.P.P.S.
Лампу 6Н2П-ЕВ можно заменить на лампу 6Н1П-ЕВ без изменения в схеме — просто вытащил одну и вставил другую (как видите, ещё зашунтировал электролиты в анодах плёночными конденсаторами 1мкф 250В, разницы не услышал, но пусть будут):
Единственная разница, которую я услышал — 6Н1П-ЕВ немного тише играет. Ну и внутри они по конструкции разные:
P.P.P.P.S.
В результате моих варварских, «методом тыка», экспериментов пала жертвой одна из двух ламп 6Н2П-ЕВ. Что интересно, сгорела лампа более новая, 1976 года.
Итак, досталась мне эта плата просто так, бесплатно (по ссылке точно такая же).
Порывшись в Интернете, обнаружил, что у многих эта схема и плата вызывают живой интерес и активное обсуждение. К примеру, здесь
Плата
И схема
Схема у многих вызывает вопросы. И сам производитель, в следующих своих моделях, от нее отказался.
В хозяйстве нашлись лампы 6П6С и их «военный» аналог 1515, выходные трансформаторы (мотались под другие лампы и пришлось немного адаптировать под эти), силовой трансформатор (тоже слегка «допиленный») и прочие детальки.
Я собрал, наигрался вдоволь с настройками и, не получив заявленных и ожидаемых параметров, решил переделать все кардинально.
Было решено реализовать усилитель по проверенной-перепроверенной схеме.
Но как эту схему посадить на плату, «заточенную» под другую?
Внимательно посмотрев, задача оказалась совсем несложной. Достаточно сделать 11 разрывов существующих дорожек и просверлить 8 дополнительных отверстий.
Размещение деталей и перемычек на картинке ниже
Макет показал весьма неплохие результаты.
и было принято решение довести проект до логического завершения.
Результат на фото
В цифрах параметры следующие:
Абсолютно честные и чистые 8 Вт на 8 Омах при КНИ около 0,8. 0,9%.
Интермодуляционные на «стандартных» парах частот из СпектраПлюса около 0,45%
Обратная связь совсем небольшая, только что бы подровнять каналы по чуйке, около 1,5. 1.8 дБ.
При 10 Вт на выходе, — КНИ около 3,5%
При 10% КНИ, — на выходе около 13 Вт.
Фон от сети и его гармоники — не выше -85 дБ, т.е., его нету даже при крутилке до упора.
Звучит чистенько, разборчиво-внятно и «бархатно». Понравился звук и мне и семейной «аудитории».
На вопросы отвечу с удовольствием.
Всем успехов и добра! Свершений и впечатлений! Здоровья и желаний!
Как оказалось, сделать не сложно.
Уже довольно давно я задумывался на тему сборки лампового усилителя. Несмотря на то, что познаний в области ламповой схемотехники у меня практически никаких нет, покупать готовый не хотелось. И не являясь фанатичным любителем теплого лампового звука, для меня был интересен сам процесс сборки.
Самым сложным оказалось — найти выходные трансформаторы. Себе купил уже готовые от усилителя ТУ-100М. Схему почти полностью повторил как на ТУ-100М с небольшими изменениями. Вся теория очень хорошо расписана тут и тут.
Сборку корпуса начал с каркаса, который сделал из алюминиевого профиля. C запасом по прочности немного переборщил.
Верхнюю часть корпуса сделал из 3мм. стали Отверстия для трансформаторов и ламп были вырезаны лазером.
Дно вырезано из 2мм. стали с вентиляционными отверстиями.
Переднею панель сделал из вот такого куска алюминия.
После шлифовки:
Вырезанная и готовая.
Электрическая схема.
Оконечный усилитель собран по двухтактной схеме на двух лампах Г-807(широко распространена).
Предварительный усилитель содержит два каскада усиления, собранных на двойном триоде 6Н9С(зарубежный аналог 6SL7, особенно ценятся лампы Московского Электролампового завода выпуска 50-х годов).
Достоинства 6Н9С:
1)Лампа изначально разработана для звукового применения.
2)Два триода в баллоне.
3)Высокая линейность.
4)Широкое распространение, невысокая цена.
Недостатки:
1)Высокое внутреннее сопротивление.
Предоконечный усилитель (промежуточное звено между однотактным и двухтактным усилителями) собран по фазоинверсной схеме на двойном триоде 6Н9С, основное назначение –формирование из входного сигнала двух взаимно противофазных, равных по амплитуде сигналов. В схеме ТУ-100М лампа усиливает входной сигнал и усиленное ею напряжение поступает на сетку лампы первого плеча двухтактного усилителя. Часть выходного напряжения первой лампы фазоинверсного усилителя подается на вход второй лампы этого усилителя. Напряжение, усиленное второй лампой фазоинверсного усилителя, поступает на сетку лампы второго плеча двухтактного усилителя. Т.о. для первого плеча двухтактного усилителя сигнал проходит через одну лампу, а для второго через две.
Необходимо чтобы напряжение, подаваемое на вход первого плеча, было бы равно напряжению на вход второго плеча. Попробовал немного другую схему, с измененным фазоинверсным каскадом. Нарисовал в painte)
Преимущества:
1) Пониженные требования к фильтрации напряжения питания.
2) Крайне низкий уровень шумов.
3) Равные выходные напряжения плеч.
Панельки для ламп 6Н9С.
В корпусе усилителя собран ЦАП с возможностью подключения к компьютеру по USB.
Первый, наладочный вариант.
Экраны трансформаторов были вырезаны из 2мм стал.
После подгонки напильником.
После шлифовки.
Покраска корпуса лаком.
Готовый блок.
еще немного фотографий
Оранжевое свечение накалов и создаёт приятную атмосферу при прослушивании, которая присуща усилителям на лампах.
В завершение хочу сказать, что высокие напряжения слишком коварны. В ламповых конструкциях используются опасные для жизни напряжения. При работе со схемами будьте предельно внимательны и осторожны! Опасность представляет даже устройство, отключенное от электрической сети — конденсаторы могут хранить заряд долгое время, сам несколько раз убеждался в этом).
Ставил каждый раз галочку, когда конденсаторы разряжались на меня. Бодрит!
Не смотря на обилие цифровых эмуляторов лампового звучания, бюджетных полупроводниковых усилителей и комбо, призванных раз и на всегда вытеснить из мира музыки – это «ретроградное, декадентское, полурелигиозное ламповое мракобесие», гитаристы продолжают использовать «тёплое» ламповое усиление. Именно ламповые «головы» и «комбо» считаются true-звуком, именно ламповые топовые модели ведущих производителей попадают в райдеры рок-звёзд, именно «лампа» остаётся мечтой тинэйджеров, вчера купивших электрогитару.
Самый интересный вопрос – почему? Какая «магия» притягивает гитаристов к устаревшей технологии и позволяет производителям продавать тысячи, казалось бы, не рентабельных, дорогих, тяжелых, не слишком функциональных, менее надёжных ламповых
Корни тренда
Изощрённые гитаристы-экспериментаторы, такие как Дик Дейл, которые использовали эти усилители и искали новый звук, быстро осознали, что, перегружая преамп можно получить очень музыкальные и благозвучные искажения. Так появился перегруз, тот самый сочный искажённый звук, который в тысячах разнообразных вариаций используется сегодня гитаристами. Идея перегруженного звука и быстро растущая популярность рок-музыки, где этот звук был востребован как выразительное средство, обеспечили спрос на гитарные
Уже с начала 60-х появляются первые серийные транзисторные усилители и эффекты, но, ввиду широкой распространённости ламповой техники, они не пользуются популярностью. Даже не смотря на эпизодическое использование транзисторных эффектов звёздами того времени, (Marty Robbins в «Don’t Worry» и Keith Richards в (I Can’t Get No) Satisfaction), авторитет исполнителей использующих fuzz от Gibson, не вызывает ажиотажа среди музыкантов.
Необходимо отметить, что пионеры рок-н-ролла в 50-е – 60-е вероятнее всего не задумывались о нюансах схемотехники, наличии четных гармоник, недостатках или преимуществах лампового звука (иного фактически не было). Они просто играли музыку на той аппаратуре, которая существовала в их эпоху. При этом, учитывая молодость электрогитары как музыкального инструмента, формировалась школа: музыканты разрабатывали приёмы звукоизвлечения и технику игры, принимая во внимание существующий на тот момент тип усиления и эффекты, которые можно было извлечь из него.
Полупроводниковая конкуренция
Попытка производителей заинтересовать музыкантов более технологичными и дешевыми транзисторными системами в 70-е удалась лишь отчасти. Рок-музыка в этот период стала одним из самых популярных в мире жанров, что резко увеличило количество музыкантов, а соответственно, спровоцировало потребность в массовой, недорогой и технологичной технике. Транзисторные устройства стали всё более популярными среди начинающих гитаристов, но как только вырастал исполнительский уровень и притязания к звуку – музыканты переходили на «лампу». Можно сказать, что практически такое же положение сохраняется и по сей день.
Если у бабушки есть «болт», то она не бабушка…
В связи с высокой технологичностью полупроводниковых схем и отсутствием у них ряда недостатков присущих ламповой схемотехнике, инженеров захватила идея создания транзисторного гитарного усилителя, обладающего достоинствами лампового. В большинстве своём эти попытки не привели к успеху. Как и в случае с аудиотехникой для дома, чудовищная репутация сложилась на ранних этапах разработки транзисторных гитарных усилителей ещё в 70-е.
Практически все музыканты, которым довелось слышать полупроводниковые комбо и «головы», особенно раннего периода, отмечают крайне «жесткое», «суховатое», словом, неприятное звучание, отсутствие привычных для ламповых аппаратов возможностей настройки. Всё это было связано с ограниченным динамическим диапазоном и появлением нежелательных (не музыкальных, не благозвучных) гармонических искажений в гитарном звуке.
Динамические различия
Длительное пребывание в зоне амплитудного ограничения давали очень грязный, не «музыкально» искаженный перегруз. Эти особенности не позволяют получить правильное, с точки зрения многих музыкантов, звукоизвлечение. Резкое амплитудное ограничение стало востребованным только в некоторых тяжелых стилях 80-х – 90-х годов прошлого столетия и достаточно избирательно. Так дисторшн с обрезающим, «плюющимся» амплитудным ограничением успешно использовали такие группы как S.O.D., Celtic Frost, Megadeath, Pearl Jam, Nirvana. При этом необходимо учесть, что звук в подобных случаях подвергался продуманной эквализации, дабы сохранить «жирный» и «плотный» широкий частотный диапазон.
Сага о четных гармониках
Мнение о положительном влиянии низких четных гармоник в звучании ламповых усилителей, распространённое среди некоторых приверженцев High End, во многом заимствовано у гитаристов. При этом четные гармонические искажения в гитарной аппаратуре традиционно и обоснованно считаются преимуществом, в отличие от усилителей для воспроизведения музыки, где этот вопрос остаётся более чем спорным. «Благозвучность» этих искажений обусловлена тем, что четные гармоники музыкально соотносятся с основным тоном, в отличие от нечетных.
Проблемой транзисторных моделей гитарного оборудования стал спектр КНИ в котором изобиловали «не музыкальные» искажения. Тогда как ламповые системы с трансформаторным выходом и с не большим количеством или отсутствием обратных связей насыщают звук, в большинстве своём, четными гармоническими искажениями.
Интермодуляции
Интермодуляционные искажения – серьёзная проблема для воспроизводящего музыку оборудования при этом они не считаются серьёзным недостатком
Цифровая эмуляция «тёплой» лампы
Цифровые эмуляторы современных гитарных процессоров полностью или почти полностью могут эмулировать ламповый звук. Этот факт неоспорим, ввиду современного уровня развития цифровых систем и, пожалуй, не требует развернутого доказательства. При этом ламповые системы сохраняют ряд достоинств, которые влияют на выбор в их пользу.
К таким достоинствам музыканты относят:
- предсказуемый результат (нет необходимости длительного подбора компонентов тракта, всё просто: гитара+голова+кабинет, гитара+комбо);
- привычный алгоритм настройки;
- простота создания нужного звука (усилитель просто звучит так, как он должен звучать и не требует длительной настройки параметров для получения «правильного» звука»);
- цифровые системы могут отличаться по звучанию, в ряде нюансов звукоизвлечения, звук похож, но «не тот», доводы следующего плана: «вот когда я флажолет делаю такой был отзвук, а тут его нет и всё, уже по-другому звучит».
New wave — ламповый конструктор
C точки зрения приверженцев ламп интересен проект Klonz, запущенный двумя изобретателями из Италии Фабрицио Бренчио и Андреа Феорини в 2015-м. «Моделирующий ламповый усилитель» — разработанный изобретателями, представляет собой своеобразный конструктор, который даёт возможность использовать любые лампы, широко применяемые в гитарном оборудовании, и несколько схем предусиления.
При этом, для формирования нужной схемы не требуется специальных знаний в схемотехнике и навыков пайки. Подробный мануал объясняет, как моделировать тот или иной звук, все модули устройства подключаются при помощи стандартных разъёмов. По задумкам авторов проекта, Klonz должен имитировать звучание любого лампового усилителя в мире.
Лампоголики и маркетинг– «живой» и «мертвый» звук
Существуют также по-ницшеански иррациональные аргументы в пользу ламп, мол лампы живые, а транзисторы плохие, а цифра «мёртвая». Приходится признать, что некоторые музыканты, по части «метафизического» отношения к звуку могут дать фору «истинно верующим» аудиофилам. Замечу, что нужно сделать скидку на то, что люди творческие не всегда склонны мыслить рационально, им простительно.
Для последних, некоторые производители гитарных процессоров начали включать в конструкцию лампы, чтобы «оживить» мёртвое цифровое звучание. На сколько последняя «инновация» меняет звучание и решает проблему «мертвого» звука исследований не встречал, но вера – великая штука, да прибудет искра творчества с верующими. Пусть веруют, лишь бы играли хорошо.
Читайте также: