Простой однотактный ламповый усилитель. Однотактный высококачественный ламповый усилитель мощности

Это разработка где-то конца 80-х. За это время показала себя достойно и универсально: годится как для любителей качественного звука (сочинял для себя), так и для музыкантов, которым нужна мощность.

Краткое лирическое вступление. В своё время был очень популярен усилитель, опубликованный в журнале "Радио" 72г. Я тоже повторял эту схему. Недостатки её известны многим, кто её повторял: невысокая линейность, слабая устойчивость на ИНЧ, недостаточная устойчивость по ВЧ (от чего в схему введен корректирующий кондюк), узковатый частотный диапазон, и ещё что-то, чего сейчас не припомню. И главное - звучание оставляло желать лучшего.

Такого у себя дома я терпеть не мог: уши свои - не казённые:) Первое, с чего я начал модернизацию - замена выходного транса. Изменения, внесенные в выходной транс напрашивались сами собой - ужесточить связь обмоток обратной связи (ультралинейных) с остальными обмотками, чем уменьшить Кг на высших частотах, и улучшить частотные и фазовые характеристики выходного каскада. В том варианте, что я применил в новой конструкции удалось расширить частотный диапазон, повысить устойчивость на ВЧ, понизить выходное сопротивление. Звучание заметно улучшилось, но теперь вся схемотехника (клон т.н. "схемы Вильямсона") стала казаться притянутой в Hi-Fi за уши - выполнена как-то "в лоб", слабым звеном оставались слабая устойчивость с ООС на инфранизких частотах, повышенные нелинейные и частотные искажения (особенно на ВЧ).

Дальнейшее усовершенствование вылилось в полному отказу от этой схемы. Было перепробовано много разных схемотехнических решений. Попытки найти оптимальный вариант привели к тому решению, который предлагаю. Hа входе я применил каскодный УН с высокой линейностью, далее - фазоинверсный каскад с разделённой нагрузкой, имеющий наибольшую линейность. При этом связал я их непосредственно, чтобы уменьшить фазовые сдвиги по пути прохождения сигнала. На выходе, правда остался знакомый ультралинейный выходной каскад с небольшими изменениями (с целью удобства наладки и повышения устойчивости), и, как уже говорилось с улучшенным выходным трансом. На схеме я условно разделил предварительные каскады, связка триодов в котором собственно и являются моим ноу-хау;), и выходной каскад, вместо которого можно присоединмть любой подходящий. При правильно изготовленном и налаженном усилке, максимальные амплитуды на управляющих сетках выходных ламп должны быть не менее 80В в нагрузке 47к. А это дало возможность полностью раскачать 6П45С. И что важно, при всех своих достоинствах схема оказалась даже проще той, от которой пришлось уходить.

В результате получился усилитель со звучанием, которое (при должных мерах), вполне может претендовать на hi-end ;) Усилитель абсолютно устойчив, поэтому его можно использовать как с глубокой ООС, так и вообще без неё - линейность всех каскадов обеспечивает малые искажения и с разомкнутой петлёй ООС.

Из двух 6Р3С, мне удавалось получить >150ватт, из двух 6П45С - >220 ;), а в варианте с сеточными токами (специально для музыкантов) - 400ватт пиковой мощности! Но та схема уже заметно отличается от приведённой.

Подробные параметры усилителя я сейчас привести не могу - давно не мерял. Тем, кому нужен звук а не параметры, информации для повторения я дал достаточно, а если очень нужно, могу (хоть и очень в лом) перемерять. Для журнала перемерял бы наверное. А тут и так сойдёт:o)

Что касается наладки, то она проста:

1. собрать стандартную схему измерения параметров;
2. отключить ООС;
3. включить усил и прогреть катоды;
4. резисторами R10 и R11 выставить токи покоя вых. ламп 30...60мА (0,06...0,12В на катодах), но обязательно одинаковыми;
5. без подачи сигнала на вход, регулем R2 выставить на катоде фазоинвертора 105В;
6. подать сигнал на вход до получения напряжения на нагрузке 15 вольт (для 6-омного варанта);
7. резистором R9 выставляется минимум 2-й гармоники на выходе;
8. восстановить ООС (не обязательно).

Пункт 7 можно пропустить, если заменить R8 и R9 на один, сопротивлением 12к (это может на качество даже никак не повлиять, особенно с ООС).

Для питания усилителя понадобились дополнительные напряжения: 410В(10мА/канал) и стабилизированное 68В (б/т). На схеме показан идин из вариантов их получения из имеющихся. Здесь можно сделать по-разному. У меня, например, есть источник стаб. +220В для питания предусилителя, так я +68 получил делителем.

В своё время схема была окутана коммерческой тайной:). Теперь please - пусть кто хочет попробует. Повторюсь, что связка УН-ФИ универсальна, и может быть использована для раскачки различных выходных PP каскадов (триодных, пентодных, класса А, АВ). Для каждого конкретного случая возможно придётся произвести перерасчёт некоторых элементов, что делается очень легко. В этом я могу оказать помощь нуждающимся.

P.S: Подобной переделке хорошо поддаются усилители "Прибой" - качество заметно улучшается.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Радио-лампа	6Н1П	2			В блокнот
	Радио-лампа	6П45С	2			В блокнот
С1, С5, С6	Конденсатор	1 мкФ	3			В блокнот
С2	Электролитический конденсатор	47 мкФ	1			В блокнот
С3	Конденсатор	0.1 мкФ	1			В блокнот
С4	Конденсатор	0.047 мкФ	1			В блокнот
R1	Резистор	220 кОм	1	0.5 Вт		В блокнот
R2, R9	Подстроечный резистор.	4.7 кОм	2			В блокнот
R3	Резистор	100 Ом	1	0.5 Вт		В блокнот
R3	Резистор	100 кОм	1	2 Вт. По ошибке в схеме два резистора именуются как R3		В блокнот
R4	Резистор	2 МОм	1	0.5 Вт		В блокнот
R6	Резистор	1 МОм	1	0.5 Вт		В блокнот
R7	Резистор	12 кОм	1	2 Вт		В блокнот
R8	Резистор	10 кОм	1	0.5 Вт		В блокнот
R10, R11	Подстроечный резистор	22 кОм	2			В блокнот
R12, R13	Резистор	47 кОм	2	0.5 Вт		В блокнот
R14, R15	Резистор	1 кОм	2	0.5 Вт		В блокнот
R16, R17	Резистор	22 кОм	2	1 Вт		В блокнот
R18, R19	Резистор	2 Ом	2	2 Вт		В блокнот
R20	Резистор	2.7 кОм	1	1 Вт		В блокнот
R21, R22	Резистор	68 Ом	2	2 Вт		В блокнот
	Розрядник		1

Классические усилители класса ЗЕН вроде бы уже давно в прошлом, но радиолюбители в последнее время часто воспроизводят подобные схемы. Данный класс усилителей имеет превосходные частотно-динамические показатели. Знаменитый усилитель Марка Хьюстона дает отличный звук, хотя в некоторых своих роликах эту схему неоднократно рекомендовал не повторять.

Но с использованием хороших современных комплектующих картина сразу улучшается. Получается однотактный усилитель класса А, в котором усилительным элементом является достаточно мощный полевой транзистор. Мощность усилителя достигает до 5 ватт, думайте это мало? наоборот для усилителей класса А такая мощность очень велика. Желающие развеять сомнения могут собрать схему самостоятельно и убедиться.

Единственный недостаток схемы, как и всякого усилителя класса А – низкий КПД, величина которого составляет максимум 15-20%. Следовательно остаток первоначальной энергии расходуется на нагревание транзистора и ограничительного резистора.

Эту схему справедливо называют усилителем без деталей, так как ее элементная база содержит всего несколько компонентов, хотя несмотря на это придется много времени уделить магазинам электроники, чтобы их раздобыть. Основу работы понять нетрудно.

Самый «нагреваемый» элемент в схеме – резистор, расположенный на плюсовой шине, который рассеивает 60-65% суммарной мощности, выделяя тепло, поэтому его следует брать большой мощности, порядка 40 ватт. Используются полипропиленовый конденсатор и пленочный конденсатор параллельно выходному электролиту на 10 мкФ.

Усилитель настраивается переменным резистором на 100 кОм, задающим на затворе полевого транзистора напряжение смещения. Его рекомендуется взять многооборотным, поскольку даже незначительное отклонение от нужного сопротивления может привести к ненормальной работе усилителя мощности в целом.

Номинал резистора сопротивлением 15 Ом может на 5 Ом отклоняться в большую или меньшую сторону, но это не критично. Его эффективная мощность должна составлять не менее 40 Ватт, ибо основная часть начальной мощности (около 65%) рассеивается на этом резисторе в виде ненужного тепла, а остальное на транзисторе. Все остальные компоненты в схеме не перегреваются.

Силовым элементом, который также и является усилительным элементом является полевой транзистор. Его можно брать и низковольтным и высоковольтным. Если будете использовать низковольтные полевые транзисторы, то подойдут транзисторы серии IRFZ20, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46 и т.д.. А если будете использовать высоковольтные, что более предпочтительнее, то советую брать хотя бы на 200-250 Вольт.

В моем варианте использован полевой транзистор серии IRF630, можно заменить и на IRF640, который тоже отлично порекомендовал себя. Емкость входного конденсатора не принципиальна, может отклонятся в ту или иную сторону на 50%. Можно использовать конденсаторы пленочного типа, с емкостью от 0,1 мкФ до 2 мкФ.

Если на выходе поставить пленочный конденсатор емкостью 5 мкФ вместо 10 мкФ, качество работы усилителя не страдает от этого.

Выходной электролит желательно подобрать на напряжение 25 Вольт, но в принципе подойдет на 16 В. Напряжение на плюсе этого конденсатора должно быть 12 Вольт относительно земли.

Полевой ключ обязательно устанавливается на теплоотвод, возможно для схемы потребуется принудительный обдув, поскольку резистор очень сильно нагревается (на нем без шуток можно сварить чашечку кофе).

Питать такой усилитель от не стабилизированных источников питания крайне не рекомендую.

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)

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