Триколор 

Построение лампового усилителя. Ламповый усилитель мощности звука

Коротко, в основном фото (перезалил в хорошем качестве). Сразу скажу, что опыта и познаний в радиотехнике было мало, сделал много ошибок. Не являясь фанатичным любителем теплого лампового звука, для меня был интересен сам процесс сборки.

Самое сложное - найти выходные трансформаторы. Себе купил уже готовые от усилителя ТУ-100М (долго не выбирал, взял какие были). Каркас делал из алюминиевого профиля и запасом по прочности немного переборщил.

Верхнюю часть корпуса сделал из 3мм стали. Отверстия для трансформаторов и ламп были вырезаны лазером. Дно тоже было вырезано из 2мм стали с вентиляционными отверстиями:

Передняя панель из куска алюминия:

Схема

Оконечный усилитель собран по двухтактной схеме на двух лампах Г-807. Предварительный усилитель содержит два каскада усиления, собранных на двойном триоде 6Н9С (зарубежный аналог 6SL7).

Достоинства 6Н9С:
1) Лампа изначально разработана для звукового применения;
2) Два триода в баллоне;
3) Высокая линейность;
4) Широкое распространение, невысокая цена.

Недостатки 6Н9С:
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. Таким образом для первого плеча двухтактного усилителя сигнал проходит через одну лампу, а для второго через две.

Было бы лучше, если напряжение, подаваемое на вход первого плеча, было бы равно напряжению на вход второго плеча. Сделал немного другую схему, с измененным фазоинверсным каскадом.

Преимущества:
1) Пониженные требования к фильтрации напряжения питания;
2) Крайне низкий уровень шумов;
3) Равные выходные напряжения плеч.

На форумах нашел еще один вариант:

Панельки для ламп 6Н9С:

В корпусе усилителя собран ЦАП с возможностью подключения к компьютеру по USB:

Наладочный вариант:

Экраны трансформаторов, первые наброски на бумаге:

Вырезаны из 2мм стали:

После подгонки напильником и шлифовки:

Еще немного фотографий:

Немного почистил:

Цена: неоправданно дорого.
Проще купить готовый за 4-5 тыс руб. Но если кому-нибудь будет нужно, могу скинуть файлы для резки и для печатных плат.

Для того чтобы создать особую атмосферу при воспроизведении музыкальных файлов лучше купить ламповый усилитель, а не транзисторный — это ясно не только специалистам в области акустических устройств, но и рядовым потребителям. Подтверждением этого служит тенденция роста потребительского спроса на данную группу товаров. Впрочем, назвать «ламповики» массовой продукцией нельзя, ведь требования к аппаратуре такого рода — наиболее высокие, вследствие чего и стоимость названных устройств — не самая умеренная. Однако истинные ценители музыки как искусств готовы расстаться с немаленькой суммой ради обладания этим устройством. Если о покупке такого изделия задумываетесь и вы, следует знать, что представляет собой ламповый усилитель. Тогда вы с лёгкостью сможете определиться, какой же именно изделие вам нужно.

Вникаем в суть: что такое ламповый усилитель

Устройство данного типа увеличивает мощность электросигналов с помощью главного активного компонента — радио- или электровакуумных ламп. В «ламповиках» (как, впрочем и в других разновидностях усилителей) есть три типа каскадов:

  • предусилительный тип;
  • драйверный тип;
  • выходной тип.

Иногда первые два вида каскадов являются совмещёнными. Основным преимуществом ламповых усилителей является очевидная простота конструкции (по сравнению с другими типами усилителей). Зачастую продвинутые аудиофилы-умельцы предпочитают не купить ламповый усилитель, а изготовить самостоятельно.

Облегчаем выбор: виды ламповых усилителей

Внешний вид лампового усилителя

Как правило, все устройства названной категории подразделяют на две большие группы: однотактные и двухтактные. Ниже мы рассмотрим эти разновидности подробнее.

Однотактные ламповые усилители используют в работе только один канал усиления: А1 (реже встречаются модели, где возможна работа с каналом А2). Схема конструкции таких усилителей наиболее проста, поскольку в них задействовано только 2 усиливающих компонента (или, по-другому, 2 каскада). Описываемые однотактные ламповые усилители отличаются наиболее чистым и прозрачным звуком. И даже искажения благодаря вмешательству второй гармоники звучат музыкально и органично (тот самый тёплый, мягкий ламповый звук).

Фото ламп для усилителя

Двухтактные ламповые усилители работают в следующих классах усиления: А1, А2, АВ1, АВ2, В1, В2. Если вы только начинаете использовать ламповое оборудование, то следует выбрать модель, где возможно применение выходного каскада в режимах А1 и АВ1. Однако, несмотря на это преимущество, которым отличаются двухтактные ламповые усилители, есть у них и недостаток: схема их конструкции гораздо сложнее, так что изготовить его самостоятельно очень и очень непросто. Довольно часто количество усилий и материальных затрат, необходимых для создания данного устройства, неоправданно велико. Так что, если вы хотите сэкономить на приобретении такого изделия, лучше обратиться в специализированные магазины.

Интегральный ламповый усилитель недорогого сегмента с уникальным отношением цена-качество. В выходном каскаде могут работать два типа ламп EL34 или КТ88 без какой-либо перенастройки (имеется специальный переключатель режимов ламп). Схема SoftStartTM обеспечивает плавный запуск ламп увеличивая срок службы. Невзирая на невысокую стоимость, монтаж выполнен навесным способом, регулятор громкости ALPS. Мощность усилителя 35 Ватт.

Двухтактный ламповый усилитель мощностью 45 Ватт. Усилитель разработан и сделан в Японии, что уникально для данной ценовой категории. Благодаря высокой выходной мощности усилитель способен работать практически с любой акустической системой, но наилучшего результата удалось добиться с итальянскими Sonus Faber Toy Tower. Выходные лампы EL34 китайского производства, возможен апгрейд с российскими лампами ElectroHarmonix. Специализированый вход Pre In предоставляет возможность легкой интеграции усилителя в домашний кинотеатр.

Классический однотактный ламповый усилитель, работающий в классе А. В выходном каскаде использован мощный тетрод КТ88 российского производства, возможен апгрейд на лампу Genalex KT88 Gold Leon. Мощность 14 Ватт, требуется акустика с достаточно высокой чувствительностью. Отличный результат получился с акустикой Klipsch серии Heritage. В усилителе реализована схема «двойное моно», анодное напряжение стабилизировано. В отделке усилителя использованы элементы из ценных пород дерева.

Однотактный ламповый полностью триодный усилитель выполнен в классическом дизайне открытого типа. Выходной каскад реализован на легендарных прямонакальных триодах 300В. Благодаря параллельному включению двух ламп удалось повысить мощность до 20 Ватт. В выходном каскаде использована схема фиксированного смещения. Такой подход значительный прирост в звуке, но требует тщательного подбора ламп. Усилитель собран в Японии полностью в ручную, включая объемный навесной монтаж. Одно из лучший звуковых сочетаний получилось с акустикой Sonus Faber Minima, не взирая на весьма низкую чувствительность 84 дБ.

Интересные технические решения применила американская компания Audio research в младшей модели двухтактного лампового усилителя VSi60. При относительно небольшой мощности 50 Ват усилитель играет очень масштабно и динамично на ровне с транзисторными усилителями, при этом остается деликатность и утонченность классического лампового усилителя. Входная лампа – двойной триод средней мощности 6Н30 раскачивает новую российскую лампу КТ120. Несколько непривычно видеть у лампового усилителя электронный регулятор громкости, но он имеет общеизвестные преимущества по сравнению со стандартным потенциометром.

Двухтактный ламповый усилитель. Выходной каскад на российских лампах КТ88. Итальянским инженерам удалось добиться уникальных звуковых свойств – при выходной мощности более 70 ватт усилитель обладает однотактным характером звучания. Усилитель хорошо справляется любой нагрузкой, включая крупную напольную акустику такую, как Tannoy Yorkminster SE. Универсальный усилитель без каких-либо жанровых ограничений.

Американская фирма McIntosh Laboratory ведет свою историю с 1949 года и является одной из самых известных и авторитетных компаний в мире Hi-End Audio. Усилитель MC275 был впервые представлен в 1961 году и с некоторыми улучшениями выпускается до сих пор. Это самый известный усилитель McIntosh и является эпатажным и легендарным не только в истории самой компании, но в истории аудио в целом. Выходной каскад выполнен на тетродах KT88 российского производства. Запатентованная технология Unity Coupled обеспечивает мощность 75 Ватт в стерео режиме и 150 Ватт в режиме моноблока.

Однотактный ламповый класса А без обратной связи усилитель Meishu от компании Audio Note изготовлен в Англии с применением бескомпромиссных технических решений. В усилителе не использовано ни одного полупроводникового прибора. Блок питания состоит из трех трансформаторов, трех кенотронов и двух дросселей. Выходной каскад построен на прямонакальных триодах 300В. В состав усилителя входит ламповый фонокорректор высокого класса. Невзирая не невысокую выходную мощность 9 Ватт усилитель легко работает с крупной напольной акустикой.

Еще одно интереснейшее инженерное решение от компании Unison Research. Как получить все преимущества однотактного усилителя, работающего в классе А, при этом обеспечить достаточно высокую мощность 35 Ватт и высокий (для лампового усилителя) коэффициент демпфирования? Приоритетным для однотактных усилителей является прямонакальный триод, но это самый маломощный тип ламп. В данном случае в каждом канале использовано два двойных прямонакальных триода SV572 производства Санкт-Петербургского завода «Светлана». Усилитель обладает ярким, масштабным и потрясающе детальным звучанием с сохранением присущей однотактным усилителям прозрачностью и утонченностью.

Комплект предварительного и оконечного усилителя компании Triode Corporation самый функциональный на сегодняшний день. В предварительном усилителе установлен четырехполосный эквалайзер для корректировки тембра звучания с учетом акустических свойств помещения и свойств акустических систем. В оконечном усилителе возможно использование разных типов ламп – EL34, 6L6, KT88. Есть переключатель глубины обратной связи – 0/3/6 дБ. Усилитель может работать в триодном и ультралинейном режимах.

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

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

Как выбрать схему лампового усилителя

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

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

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

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

Принцип сборки ламповых усилителей

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

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

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

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

Лампы предварительного каскада

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

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

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

Ретро-компоненты

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

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

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

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

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

Однотактный ламповый усилитель мощности звука

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

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

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

Электронные компоненты предварительного усилителя

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

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

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

Настройка лампового усилителя

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

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

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

Блок питания усилителя

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

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

Очередность сборки усилителя мощности

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

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