Простой ламповый усилитель для наушников своими руками

Несмотря на те волны веселья, которые вызывает ламповая техника у недалеких людей, усилители для наушников, построенные на вакуумных радиолампах, давно и прочно завоевали свое место под солнцем. Обычно они делятся на две категории: дорогие и китайские (есть, правда, и дорогие решения родом из Китая). Но недавно мне в руки попал замечательный образчик европейской продукции, радующей доступной ценой (около 400 долларов) и очень высоким качеством. Сегодня я расскажу о ламповом усилителе для наушников Espressivo-E.

Усилитель построен на двух лампах 6Н1П и двух 6Н6П, блок питания базируется на кастомном тороидальном трансформаторе с дополнительными схемами фильтрации. В усилителе используется схема автоматической подстройки смещения, поэтому вам не придется регулировать его руками при смене ламп.

Общий вид

Вид сверху

↑ Схема безтрансформаторного усилителя для наушников

За основу была взята известная схема SRPP усилителя для высокоомных наушников на 6Н6П. См. например, эту статью «Проект VINTAGE» и материалы к ней.

Начал с того, что нужно было определиться с питанием. Решил собрать импульсный блок питания по мотивам статьи «6Э5П, 6Н8С + 6Н13С. Два ламповых усилителя для высокоомных наушников с импульсным источником питания» 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.

Денежный вопрос

Начну с самого, пожалуй, пикантного вопроса — цены. Спора нет, приличный ламповый усилитель менее чем за 20 тысяч рублей — это действительно совсем не дорого. Однако поиском в интернете умеют пользоваться все, и не секрет, что в России продукция компании Schiit стоит существенно дороже, чем у себя на родине в солнечной Калифорнии.
Можно, конечно, тыкать пальцем в дистрибьюторов, кричать, что рвачи, но для начала советую поинтересоваться, насколько дорожают по пути сюда другие виды товаров, мелкосерийно (это важно!) производимые в США и пользующиеся у нас достаточно ограниченным спросом. Я вот, например, настолько хорошо знаю систему продаж пафосных компонентов для горных велосипедов, что желание тыкать пальцем, обвинять продавцов, экономику или политиков давно пропало. Если есть непреодолимое желание покупать по тамошним ценам — welcome, способы и сопутствующие им сложности хорошо известны. В остальных случаях данностью является ценообразование на нашем рынке, и текущие цены на аппаратуру Schiit — далеко не самое ужасное его проявление.

↑ Питание. Мотаем ТАН на торе

Тогда было решено пойти по старому проторённому пути и намотать ТАН. Под руку попался транс на торе с сетевой и двумя 12-вольтовыми обмотками. Его и решено было приспособить. Немного подредактировал схему, и получился такой вариант.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

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.

Технические характеристики

  • Импеданс: 100 KΩ
  • Диапазон частот: 15 Гц — 45 КГц ± 3 дБ
  • Выходная мощность: 400 мВт
  • Общие гармонические искажения: 0,4% @ 300Ω, 20 мВт
  • Оптимальный импеданс наушников: 100Ω – 300Ω
  • Вывод на наушники: 6,3 мм
  • Питание: 230В (шнур питания в комплекте)
  • Вес: 3,5 кг
  • Размеры: 330 мм x 220 мм x 140 мм

↑ 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.

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:

  1. Напряжение питания первичной обмотки у сетевых и звуковых трансформаторов около 250 В.
  2. 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.

Принципиальная схема УЗЧ

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.

↑ 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.

Коварство серебра

На этот раз я, пожалуй, отступлю от классического приема в аудиожурналистике, и не буду долго и со смаком рассуждать об особенностях саунда конкретных музыкальных записей. Ибо и вокал Emeli Sande, и контрабас Christian McBride, и многочисленные гитары Joe Bonamassa в один голос (фигурально выражаясь, конечно же) констатировали присутствие совершенно четкого музыкального почерка.

Заключается он в отличном (для данного ценового диапазона) тональном балансе на средних частотах, поджарых по телосложению, но не слишком резвых по скорости басах, и неожиданно острых, внятных и детализированных верхах.

Одним словом, от «классической лампы» характер саунда достаточно далек. Особенно это ощущается на знакомых до каждого шелеста платья аудиофильских альбомах джазовых вокалисток. Создается странное ощущение: по понятиям высококлассных полупроводниковых систем, плотность и динамика на НЧ, как и разрешение по всему диапазону, рекордов явно не бьют. С другой стороны, внятность артикуляции, точность передачи тембров и разборчивость на ВЧ значительно лучше, чем можно было бы ожидать от лампы за такие (или раза в полтора-два большие) деньги.

С учетом вышесказанного, Sennheiser HD 650 поначалу показались мне лучшим компаньоном для Vali 2. Они выдают несколько более увесистые басы, от чего суммарный тональный баланс получается немного теплее и куда гармоничнее. Отсутствие напористых акцентов на шипящих и верхних нотах делает вокал ближе и проникновеннее, и мысль о том, что ты слушаешь именно ламповый усилитель, уже не кажется странной.

С переходом на винил саунд потеплел еще более заметно. Вертушка звучала мягко и пластично, верхние частоты оказались на удивление легкими и прозрачными. Басов не прибавилось, зато сибилянты и ударная медь отрабатывались настолько чисто и ненавязчиво, что я заподозрил неладное.

Дело в том, что к фонокорректору усилитель был подключен плетеным межблочником Kimber Kable. Стоило им же заменить посеребренные интерконнекторы между Vali 2 и ЦАПом Schiit Modi Multibit, а затем вернуть родной чисто медный провод в наушники AKG К712 Pro, как статус-кво между двумя сетапами оказался практически восстановлен. На «цифре» звук тоже стал заметно менее жестким и резким. «Семьсот двенадцатые» все равно звучали чуть суше HD 650, но зато заметно прозрачнее и динамичней.

Однако даже после избавления от серебра, для лампового аппарата Vali 2 продолжал звучать островато, заливая мне в уши массу мелких подробностей — важных и не очень. Плохо это или хорошо, зависит от начальных ожиданий слушателя. В педантичной детальности и умеренной акцентированности высоких в принципе ничего плохого нет, особенно если такой стиль воспроизведения правильно сочетается с характером остального сетапа.

Но если хочется услышать классический ламповый звук со всеми его характерными особенностями, то, пожалуй, стоит попробовать поменять 6BZ7 на другую лампу. Благо схемотехника позволяет установить в Vali 2 чуть ли не любой двойной триод с цоколевкой 6DJ8, например — 6922, ECC88 или 2492. Главное, чтобы напряжение накала было 6 В, а его ток не превышал 600 мА. У меня в близкой досягаемости такая лампа нашлась только одна, и как назло ею оказался ECC88 Genalex Gold Lion, любимый многими электрогитаристами именно за короткий шлейф гармоник, то есть за хорошую скорость и не акцентированную «ламповость». То есть за все то, от чего как раз и хотелось отстроиться.

Теперь о выборе ламп

Поэкспериментировав с тем, что имелось из ламп, использовал 6Н1П и 6Н23П. Именно эта комбинация дала самый хороший результат. До конечного результата были соотношения 6н1п+6н2п,6н3п+6н2п,6н1п+6н6п,6п23п+6н2п… и еще несколько. В каждом из вариантов появлялись свои явные недостатки. Недостаточно усиления, искажения на малой громкости, свист, металлический призвук и т.п. В дальнейшим было собрано два варианта усилителя 6Н1П+6Н23П, четырехламповый и двухламповый. В последнем результат значительно хуже, поскольку лампы работают в обычном включении и завал по низким частотам все же остался, пусть и значительно меньшим чем на 6н3п или 6н6п… Четырехламповый вариант меня радует и по сей день. Хорошие низы, прорисованные верха. Фотографии обоих вариантов выкладываю.

вид на внктренний монтаж самодельного лампового усилителя для наушников

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: