Торопкин М. В. Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками (1-е изд.)

Очередной провальный эксперимент привёл к идее лампового буфера для LM1875 и получилось же когда на совесть отфильтровал питание ламп.

Долго шёл к идее лампового буфера, но все провалы в прошлом и идея себя оправдала. Не только же ОУ могут согласовывать сопротивления — катодный повторитель на подходящей лампе тоже годен для такого дела.

↑ С чего всё начиналось

Вся котовасия началась примерно год назад — тогда я нашёл на помойке нерабочий кассовый аппарат и оставил себе денежный ящик (лотка не было уже) . В этой крепкой коробке из листовой стали собрал TL072 + LM3876 в инверирующем включении. Схему не привожу, не нужна она тут.

↑ Нулевой цикл

↑ Провальная попытка поделить усиление между лампами и микросхемами

Много позже начал эксперименты с попытками поделить усиление между LM1875 в неивертирующем включении и ламповым предусилителем на 6Ж1П-ЕВ и 6С19П. Лампы выбирал под анодный источник в 120В (хотел учевтверить 40В питания микросхем и идея осталась на бумаге).

↑ Усилитель № 2: почти винтажные лампы 6Н8С и 6Н13С с октальным цоколем

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Минута для 6Н13С. Достались мне случайно. Шастал я по радиорынку в поиске железа для выходных трансформаторов очередного усилителя. И на глаза попались две красивейшие лампы в грушеобразных баллонах, да на октале… Да новые! Еще не зная что это, не удержался и купил (цена была вменяемая). Придя домой, обратился к великому гуру
AlexD
, который и просветил меня, что есть из себя эти двойные триоды. Сгонять на рынок за драйверами к ним (6Н8С, ибо хотелось все в октале) было делом 15 минут. И еще чуток лирики — ой, зря их хают на форумах (я про 6Н13С), ой зря… Видимо не все умеют их готовить. А они даже выглядят вкусно:

К схеме:
простой катодный повторитель. Мощность, рассеиваемая на R7 велика. Поэтому у меня это по 4 штуки 2-х ваттных резистора по 18 кОм, включенных в параллель. И то греются ощутимо.

Как следствие — не увлекайтесь анодным, при 150 Вольтах уже хорошо поет. Мало того, я проводил эксперимент, звучат уже при 60 Вольтах анодного неплохо, а вообще звук идет от 30-40 Вольт без искажений. Эксперимент вышел сам собой — у меня время задержки подачи анодного на электронном дросселе аж 3-4 минуты. Люблю, знаете ли, плавность в аноде. Так вот, на холодной лампе становился вольтметром на анодное и включал при уже присутствующем сигнале на входе.

При 20 Вольтах шел звук с искажениями, а выше вы уже знаете. Схема настройки не требует. Перед подачей сигнала и подключением наушников проверьте отсутствие постоянного напряжения на выходе, а то мало ли, вдруг конденсатор бракованный попадется? Наушники-то дорогие, это вам не фикспрайсные затычки для ОйФона…

↑ Ламповый буфер

Перерыв закончился и по совету Юрия (Yooree) поднял Кус выходных каскадов до 20. Идеи согласования сопротивлений остались и тут-то неинвертирующее включение LM1875 будет кстати из-за входного сопротивления в десятки килоом. Ради эксперимента был буфер (катодный повторитель) на параллельных баллонах 6Н6П, но в дело не пошёл. Далее спилил часть шасси, оставил только панельки под 6С19П и все относившиеся к этим лампам детали. Намотал на силовой трансформатор усилителя весь остававшийся в загашнике провод диаметром 0,5мм и получил 80В. Решил-таки найти схему фильтра на полевом транзисторе и чёрти-где нашёл схему Владимира Пронина. На наушниках всё устойчиво работало. Перебросил всё в корпус усилителя. Катодный повторитель на 6С19П оправдал себя и вот что получилось после всех подгонок и доработок: Примечания по деталям. R1 у меня ПП3-44, но No Name терпим или получше СП3-4АМ.Тип конденсатора C1 каждый выбирает сам, без него никак — уплывёт смещение лампы. Я рекомендую из бумажных К42У-2, КБГ или К40У-9 с обязательным шунтом. КСО даёт подъём на ВЧ, СГМ не было под рукой, а вот полипропилен (К78-2) или лучше полистирол (К71-7) годится и нет подъёма на ВЧ. Можно и чистый полипропилен поставить. Только К73-17 не надо — может получиться фигня. Резисторы R2, R3, R5, R6, R7 — 0,25Вт. У меня в оригинале R2 — УЛИ-0,25 499кОм 0,5%, R3 — ПТМН-0,5 100 Ом 1%. R4, R8, R9 — 2Вт. R4 сейчас стоит импорт на 2Вт, на вид не No Name. С2 — шунт по питанию лампы, у меня МБМ 0,25мкФ 500В (реально и 160В хватит) также возможен полипропилен или вещи типа МКР-Х2 или MPX-Х2. С3 — межкаскадный конденсатор, я набрал 2 мкФ полипропилена
из мониторов (MPP, PP)/ Опять же каждый сам решает что ставить. С5 — конденсатор ООС , в оригинале 2шт. Matsushita FC 56*мкФ 35В, может быть низкоимпедансный электролит на 100мкФ 35В или же обычный электролит на 100-220мкФ 35В + шунт. С6-С9 — шунты по питанию микросхем. C10 — плёночный, нектритично что поставить, хоть К73-17 0,1мкФ 250В. Катушка намотана на резисторе R8 проводом 0,5мм в один слой. Лампа V1 заменяется на любую другую с крутизной характеристики не менее 7мА/В. Только надо пересчитывать R4 и питание будет возможно другое, конденсаторы по питанию тогда будут на другие рабочие напряжения. Привожу свою версию печатки выходного каскада. ▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Обозначения соответствуют схеме, С3, С4, С6, С9 расположены вне платы. С3 припаян к точке 1 и ввод сигнала идёт через него. Шунты С4,С6 и С9 припаяны к выводам соответствующих электролитов. Специальные обозначения на печатке: 0 — ввод силовой земли и выходная земля, 1 — ввод сигнала через конденсатор, 2 — ввод сигнальной земли, 3 — выход, 4 — ввод -25В, 5 — ввод +25В. Схема БП.

Здесь комментировать особо нечего. Обычные электролиты везде, диоды указаны. Транзистор IRF740, радиатор не нужен, замена возможна только на другой фильтр на другом транзисторе. Резисторы 0,25Вт кроме 22 Ом — он на 2Вт и защищает диоды от бросков тока при включении питания. Неполярный конденсатор в канале 100В может быть на 1мкФ и типов МБМ, МБГО, МБГЧ, МКР-Х2, MPX-X2 или любой полипропиленовый. Рабочее напряжение от 160В. БП ламповой части был собран навесом, а БП микросхем на элементарной фрезерованной плате. Звучание усилителя: характерная ламповая прозрачность и музыкальность, бас неотделим от остальных составляющих записи и присутствует как есть, всё довольно естественно. Никакого цыкания нет, пуков тоже не наблюдается. Инструментальная музыка идёт нормально, попса тоже. Напоследок фото аппарата.

Только вот без сигнала и на небольшой мощности радиаторы микросхем разогреваются до 50 градусов, но я их ещё поменяю. Пока что-то типа 200 кв. см. на канал. P.S. Главное — идеи согласования сопротивлений, как их развернуть — дело десятое. Один из путей привёл меня к успеху и эту статью я писал, слушая музыку на своём усилителе, процесс создания которого и описал. P.P.S. Был вынужден надеть ферритовую трубку на вывод R3 — помехи приводили к возникновению возбуждения на секунду-две. Cейчас такой проблемы нет. Проверил что будет при 2*10000мкФ в БП микросхем — ничего не изменилось.

john 16 марта, 2012 — 09:24

Артур Фрунджян

Все, кто хоть немного знаком с ламповой схемотехникой, знают, что ламповые усилительные каскады отличаются, как правило, предельной простотой и малым количеством элементов. Этот фактор наряду с природной линейностью ламп обычно и приводится в качестве аргумента при попытке объяснить феномен превосходства лампового звука над транзисторным. Надо признать, что подобное объяснение весьма убедительно с точки зрения здравого смысла. Кроме того, оно настолько часто подтверждается на практике при схемотехническом анализе самых лучших ламповых аудиокомпонентов, что мало кому приходит в голову пытаться его оспаривать. Основной девиз у разработчиков ламповой техники таков: чем проще, тем лучше и надежнее (к сожалению, понятие «дешевле» сюда не входит, хотя по логике вещей вроде бы напрашивается само собой). Итак, посмотрим на обычный маломощный резистивный усилительный каскад на триоде с общим катодом. Резистор анодной нагрузки, резистор катодного автосмещения, резистор утечки сетки да сам триод — вот, собственно, и весь каскад. Точнее, его базовый вариант (рис.1).

Остальное — это уже либо элементы связи с другими каскадами, либо блокировка местной отрицательной обратной связи по току (шунтирование катодного резистора конденсатором), либо делитель в катодной цепи для более сложной организации смещения, либо развязывающие фильтры по цепям питания, либо цепи коррекции. Обычно даже наличие всех этих дополнительных компонентов не делает ламповый каскад усиления намного сложнее, чем то, что мы видим на рис.1.

Все предельно понятно и просто (на первый взгляд). Известно, что коэффициент усиления каскада в середине частотного диапазона равен (при отсутствии местной отрицательной обратной связи): K=-Ra/(Ri+Ra) (с учетом входного сопротивления следующего каскада Rвх.2 вместо Ra используется Rн.экв=Ra||Rвх.2, а выходное сопротивление Zвых=Ri, где =SRi — коэффициент усиления лампы по напряжению; S — крутизна; Ri — внутреннее сопротивление лампы; Ra — сопротивление анодной нагрузки.

Известно, что для такого триодного каскада реальный коэффициент усиления обычно составляет ( 0,6-0,8 ) и зависит от величины Ra, как и другие параметры каскада: ток покоя, полоса частот, скорость нарастания выходного напряжения, линейность, максимальное неискаженное выходное напряжение, максимальный выходной ток. Обычно Ra в несколько раз превышает Ri, при этом удается получить приемлемые величины перечисленных параметров. Но возможности каскада на триоде ограничены, и поскольку в погоне за каким-то одним параметром обычно страдают другие, не менее важные, то степень свободы варьирования величинами сопротивлений анодной нагрузки и катодного автосмещения невелика. То же самое можно сказать в отношении напряжения анодного питания и тока покоя, поскольку почти все лампы лучше всего «звучат» на грани допустимой мощности рассеяния на аноде (хотя и не всегда). Впрочем, даже в этих относительно узких «пределах творчества» не так легко бывает найти оптимальный режим работы конкретной лампы в конкретном каскаде с учетом предыдущего и последующего каскадов. Под оптимальным в данном случае понимается тот режим, который обеспечит наилучшее звучание, а не рекордные параметры или красивые осциллограммы. Может быть, именно взаимное противоречие различных параметров усилительного каскада и неоднозначность их зависимости от одних и тех же факторов и являются причиной слабой корреляции между цифровыми значениями этих параметров и качеством звука. Так, если гнаться за максимальной линейностью, приходится повышать величину анодной нагрузки, что, начиная с некоторого ее значения, будет отрицательно сказываться на ширине полосы частот, динамических свойствах каскада, да и коэффициенте усиления, который при непомерно большом сопротивлении нагрузки начинает уменьшаться, поскольку уменьшается ток покоя и крутизна лампы. Кроме того, и перегрузочная способность каскада при этом резко падает. Таким образом, цена за сверхвысокую линейность оказывается также непомерно высокой, поскольку приходится платить качеством звучания устройства в целом. Получается, что мы платим качеством звука за линейность, а не наоборот, как это должно быть. Это напоминает басню Крылова «Лебедь, рак и щука», только лебедь в данном случае — не птица (и не генерал), а коэффициент усиления, рак — линейность каскада, а щука… Одним словом, воз и ныне там. Там, где эти несговорчивые персонажи находятся в относительном мире и согласии. Поэтому если один каскад на триоде не может обеспечить необходимого усиления, приходится ставить второй. А с целью получения хороших динамических свойств иногда приходится довольствоваться скромным усилением, уменьшая величину анодной нагрузки и увеличивая ток покоя каскада. Даже в самом простом усилительном каскаде всплывает очень много тонкостей и трудно объяснимых явлений, когда дело доходит до «страшного суда» — прослушивания.

Итак, обобщим: в усилительном каскаде на ламповом триоде различные параметры, каждый из которых оказывает ощутимое влияние на качество звука всего устройства, находятся во взаимном противоречии, и излишнее рвение при «вытягивании» какого-то одного из этих параметров неизбежно приводит к ухудшению других. Однако есть способ вырваться из этого замкнутого круга. Ведь до сих пор речь шла о каскаде усиления на одном триоде. А если объединить два триода в одном и том же каскаде? Это, конечно, идет в разрез с концепцией максимальной простоты, но иногда вместо того, чтобы пойти на увеличение количества простейших каскадов, можно решить ту же проблему путем усложнения (причем не очень значительного) одного каскада. В зависимости оттого, какая именно ставится задача, можно выбрать один из вариантов такого усложненного каскада на двух триодах. Надо сказать, что всего их существует достаточно много и придумали их давным-давно. Например, каскод (рис.2) позволяет резко повысить усиление и одновременно широкополосность, в связи с чем, наряду с пентодами, нашел широкое применение в теле- и радиоприемных устройствах. Отдельные известные во всем мире High End’ фирмы применяют каскоды и в устройствах усиления звуковых частот (например, Sonic Frontiers).

Можно спорить о целесообразности применения каскодов в аудиоаппаратуре, и противники этого обычно ссылаются на то, что выходные характеристики каскодов вырождаются из триодных в пентодные. Да, это так. Но ведь и пентоды не всегда плохи — это вопрос скорее не что применять, а как, и где. Несомненно, что в большинстве случаев триод предпочтительнее, но в отдельных цепях (чаще всего вспомогательных) пентод не имеет себе равных. Так, например, благодаря высоким и Ri пентод не имеет себе равных в источниках стабильного тока, если не считать полевые транзисторы с изолированным затвором. Но это уже совсем другой мир, и хотя такие фирмы, как Audio Research, достигли определенного успеха в разработке и внедрении гибридной топологии, у меня лично нет сомнений по поводу того, что если бы вместо MOSFET’ов применялись пентоды, многие изделия этой фирмы звучали бы намного музыкальнее. А вспомним профессиональные магнитофоны золотой эры магнитной звукозаписи 50-х и 60-х годов (например, Telefunken). Многие из них в первом каскаде усилителя воспроизведения имели пентод EF86 (аналог 6Ж32П).

Но вернемся от попыток амнистирования осужденных пожизненно многими аудиофилами пентодов к непорочным триодам. Следующий каскад, который мы рассмотрим, во многом напоминает каскод. Это также два триода, один из которых «взгромоздился» на плечи другого. Да, этот «ламповый цирк» вызывает у многих скептическую ухмылку, и, наверное, за ней может последовать поток нравоучительных реплик типа «человек — прошу прощенья, триод — по земле ходить должен!» Но так или иначе, каскад этот заслуживает внимания, поскольку он обеспечивает одновременное ощутимое улучшение нескольких важных параметров: стабильности режима, линейности, выходного сопротивления, широкополосности, перегрузочной способности и чувствительности к помехам и пульсациям анодного напряжения питания. А что касается звука, то все знают, что усилители Audio Note и Сагу Audio Designs совсем не так уж плохо звучат! Именно эти фирмы чаще других применяют в качестве входного или драйверного каскад, изображенный на рис. 3а. Называется он чаще всего СРПП (SRPP — Shunt Regulated Push Pull).

‹ Ликбез о виниле. Вверх ДВУХТАКТНЫЕ ЛАМПОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ ›

Совместимость

Запас по мощности этого усилителя позволяет ему работать с большинством наушников, кроме тугих изодинамических моделей. Последним все-таки желательно побольше мощности. Также не на 100% раскрываются AKG K702, которым требуется раскачка по току. Очень хорошо с TubeDAC показали себя Philips Fidelio X1, Sennheiser HD600, обе модели Fischer Audio.

Традиционно — несколько треков для примера.

Juno Reactor — Trans Siberian Если уж и слушать электронную музыку, то умную, такую, как делает Juno Reactor. Хорошая проработка НЧ и детальный СЧ диапазон позволяют TubeDAC-11 отлично отыгрывать объем и спецэффекты, которыми полна эта запись.

Opeth — Moonlapse Vertigo Удивительное сочетание тяжести и лиричности в одной мелодии требуют от источника незаурядных способностей. Переходы от гроула к чистому вокалу, сложные гитарные партии, интереснейшая ритм-секция, все это TubeDAC передает просто замечательно.

Che Pazzo Band — Bellevile Удивительная группа из Санкт-Петербурга. Два баяна и ударные — само по себе необычное сочетание, но джаз, который они играют, моментально влюбляет в себя, и уже через минуту прослушивания приходится бороться с желанием притопывать ногой. Их, единственный на данный момент, EP Jean-Baptiste на удивление хорошо записан и, кроме того, распространяется в Сети совершенно бесплатно. В общем, ни одного повода не ознакомиться с ним у вас нет, поэтому — бегом качать и слушать, главное чтоб источник был хороший, например TubeDAC.

Технические характеристики

  • Входы: оптический, коаксиальный, USB, 2 аналоговых
  • Поддерживаемые форматы: USB до 24 бит/96 КГц, остальные до 24 бит/192 КГц
  • Выходы: линейный, с предусилителя, с лампового предусилителя, наушниковый
  • Соотношение сигнал/шум: >120 дБ
  • Динамический диапазон: 115 дБ
  • Общие гармонические искажения + шум: <0,0008%, для лампового выхода 0,02%
  • Диапазон частот: 20 Гц – 20 КГц (-0,2 дБ)
  • Выходной уровень: 2V для линейного выхода, 6V для лампового и дискретного предусилителей
  • Выходной импеданс: <600Ω для линейного выхода, <20Ω для лампового и дискретного предусилителей
  • Мощность усилителя для наушников: 110 мВт @ 300Ω, 600 мВт @ 32Ω
  • Разделение каналов: ЦАП и выход для наушников 105 дБ, ламповый предусилитель 90 дБ
  • Потребляемая мощность: 20 Вт
  • Размеры: 300 мм × 300 мм × 100 мм
  • Вес: 1,6 кг
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: