Do tej pory zastosowanie nowoczesnej bazy elementów pozwala niewielkiej liczbie niedrogich elementów ustawić tryby pracy lamp elektronicznych z wysoką jakością. W artykule opisano proces i wyniki tworzenia hybrydowych (tranzystorowo-lampowych) UMZCH, które w pełni zachowują „lampowy” charakter stopni wzmacniających i wykorzystują elementy krzemowe do wprowadzania urządzeń elektropróżniowych w optymalne tryby pracy.
Przed analizą zasady działania prosimy o kontakt uwaga fakt, że sekcje obwodu są pod napięcie zagrażające życiu. Przy projektowaniu urządzeń z urządzeniami elektropróżniowymi, a także innych zasilanych z sieci 220V koniecznie znać i przestrzegać zasad bezpieczeństwa elektrycznego.
Cechą układu jest praca w trybie przeciwsobnym zarówno przedwzmacniacza, jak i stopnia wyjściowego, co pozytywnie wpływa na współczynnik zniekształceń nieliniowych oraz moc wyjściową (10 W).
Wstępny stopień wzmocnienia i inwerter fazy są wykonane zgodnie z obwodem wzmacniacza różnicowego ECC802S (VL1.1, 1.2), tę lampę można zastąpić 12AU7, ECC82, 6N5P lub 6N1P, ale eksperymentowałem z ECC802S produkowanym przez JJ Electronic. Punkt pracy kaskady zapewnia źródło prądu stałego na układzie LM317 (DA1) i rezystor R12. Kondensatory izolujące C1, C2 zapewniają odcięcie składowej stałej sygnału do pracy stopnia końcowego. Stawiane są przed nimi wysokie wymagania, zastosowanie Cross-cap jest dobrym rozwiązaniem, ale biorąc pod uwagę wysoką cenę produktów Jantzen Audio, możliwe jest zastosowanie serii ECWFD firmy Panasonic, która całkiem sobie radzi.
Stopień wyjściowy zbudowany jest według klasycznego układu przeciwsobnego ze sprzężeniem zwrotnym z ultraliniowych odczepów transformatora wyjściowego na pentodach EL84, które są analogiczne do lamp 6BQ5 i domowych lamp 6P14P. Punkt pracy na charakterystyce I–V zapewnia źródło prądowe na DA2 i R13. Podczas konfigurowania obwodu konieczne jest osiągnięcie tego samego prądu katodowego lamp VL2 i VL3 poprzez regulację rezystora strojenia R9.
Rezystory siatkowe R7, R8, R10, R11 pełnią rolę zabezpieczenia przed przekroczeniem prądu sieciowego, a także (R10, R11) ograniczają generowanie wysokich częstotliwości z rezonansu indukcyjności upływu i pojemności międzyuzwojeniowej transformatora wyjściowego. Częstotliwość tego obwodu oscylacyjnego znajduje się zwykle powyżej zakresu audio i nie jest odbierana przez ucho, ale wzmacnianie sygnału na tych częstotliwościach rozgrzewa lampy i ogólnie negatywnie wpływa na charakterystykę wzmacniacza.
Obwód żarnika urządzeń elektropróżniowych tego obwodu może być zasilany zarówno z 6,3 V, jak i 12,6 V, w zależności od połączenia spiral. Używam stabilizowanego napięcia żarnika 12,6 V dc, używając tego samego LM317, chociaż nie ma bezwzględnej potrzeby stosowania regulatora liniowego w obwodzie żarnika.
Jeśli chodzi o napięcie anodowe lamp, tutaj jest inaczej. Obwód jest bardzo wrażliwy na niestabilność i zakłócenia w obwodzie wysokiego napięcia. Kardynalnym rozwiązaniem w walce z tym zjawiskiem będzie zastosowanie np. stabilizatora wysokiego napięcia według schematu przedstawionego poniżej. Prostszym rozwiązaniem może być użycie tylko filtra P na L1, C8 i C9. Stabilizator DA3 oraz tranzystor mosfet IRF820 należy umieścić na grzejnikach o łącznej powierzchni radiatora co najmniej 20 cm2.
Transformator wyjściowy z zbrojonym obwodem magnetycznym wykonany jest z żeliwa M4 z rdzeniem ciętym bez szczeliny niemagnetycznej o gabarytach pokazanych na rysunku.
Uzwojenie każdej połówki wykonuje się zgodnie ze schematem 2p-2S-5p-2S-6p-2S-5p-2S-2p, gdzie p = 85 zwojów drutu PETV-2 0,2 mm, 2S = 75 zwojów (38 + 37 ) drutu PETV-2 2 0,45 mm. Izolacja - tektura elektryczna 0,1 mm między każdą warstwą. Całkowita liczba zwojów uzwojenia pierwotnego to 1700x2 szeregowo, wtórnego równolegle 75x8 dla obciążenia 4 omów i 100x6 (75+25)x6 dla 8 omów. Aby móc podłączyć obciążenie 8 omów, konieczne jest podzielenie jednej z sekcji uzwojenia wtórnego każdej połowy na 3 części, tj. 25+25+25 = 75 i dodaj 25 obrotów do głównych sekcji. Kolana ultraliniowe 43% z 1700, tj. w 731. turze w każdej połowie. Kierunek nawijania obu połówek musi być symetryczny względem środkowej przegrody. Podczas korzystania z obwodu magnetycznego o wskazanych wymiarach należy ściśle przestrzegać ułożenia zwojów warstw, gęstości kompresji izolacji i wykonać zaczepy poza obwodem magnetycznym, w przeciwnym razie może się nie pasować. Rezultatem będzie wysoki stopień wypełnienia miedzią okna i w przybliżeniu równy całkowity przekrój miedzi uzwojenia pierwotnego i wtórnego. Cięcie pionowe da taką samą rezystancję czynną półuzwojeń w granicach 155-165 Ohm, a cięcie poziome pozwoli uzyskać indukcyjność rozproszenia w zakresie 5-7 mH, co jest bardzo przydatne przy produkcji wysokiej jakości transformatorów wyjściowych.
Pasmo przenoszenia i odpowiedź fazowa wzmacniacza wykazują wysoki stopień liniowości w zakresie audio. Pomiary sygnału wykonano przy mocy wyjściowej 4 W przy obciążeniu rezystancyjnym 8 omów.
Obudowa urządzenia jest obecnie w trakcie opracowywania, a tak wygląda układ jednego kanału wzmacniacza:
Lista elementów radiowych
| Przeznaczenie | Typ | Określenie | Ilość | Notatka | Sklep | Mój notatnik |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VL1 | tuba radiowa | ECC802S | 1 | JJ Electronic | Do notatnika | |
| VL2, VL3 | tuba radiowa | EL84 | 2 | 6P14P | Do notatnika | |
| DA1-DA3 | regulator liniowy | LM317 | 3 | Do notatnika | ||
| DA4 | regulator liniowy | LR8K4 | 1 | Mikroczip | Do notatnika | |
| T1 | Tranzystor MOSFET | IRF820 | 1 | Do notatnika | ||
| D1-D4 | dioda prostownicza | UF3002 | 4 | Do notatnika | ||
| D5-D8 | dioda prostownicza | UF4004 | 4 | Do notatnika | ||
| ZD1 | Dioda Zenera | 1N4746A | 1 | Do notatnika | ||
| R1 | Rezystor zmienny | 50 kiloomów | 1 | Do notatnika | ||
| R2 | Rezystor | 1 kOhm | 1 | Do notatnika | ||
| R3, R4 | Rezystor | 30 kiloomów | 2 | 1 W | Do notatnika | |
| R5, R6 | Rezystor | 220 kiloomów | 2 | Do notatnika | ||
| R7, R8 | Rezystor | 1 kOhm | 2 | Do notatnika | ||
| R9 | Rezystor trymera | 25 omów | 1 | Do notatnika | ||
| R10, R11 | Rezystor | 1 kOhm | 2 | Do notatnika | ||
| R12 | Rezystor | 180 omów | 1 | Do notatnika | ||
| R13 | Rezystor | 15 omów | 1 | 1 W | Do notatnika | |
| R14 | Rezystor | 2,2 kOhm | 1 | Do notatnika | ||
| R15 | Rezystor | 240 omów | 1 | Do notatnika | ||
| R16, R18 | Rezystor | 100 kiloomów | 2 | Do notatnika | ||
| R17 | Rezystor | 470 omów | 1 |
Kierowca to 6p14p. W stopniu wyjściowym zastosowałem automatyczny bias, który okazał się znakomity ze względu na swoją prostotę i stabilność parametrów.
Zasilanie ULF pochodzi z transformatora sieciowego, prostownika i dławika. Transformator wybrał TSSH-170, ale można tu również umieścić TS-160, TS-180. Ogólnie rzecz biorąc, każdy, kto jest w stanie zapewnić napięcie anodowe do 300 V 0,3 A i napięcie żarnika 6,3 V 3 A. Przepustnica - gotowa od .
Do obudowy użyłem niepotrzebnego chińskiego głośnika o mocy 20 watów. Zdemontujemy głośniki i wytniemy niezbędne okna.
Lampy powinny być na górze, montujemy je na metalowej podstawie - dwumilimetrowej blasze aluminium, z okrągłymi okienkami wyciętymi na panele. Z tyłu wycinamy okienko pod panelem gniazd i złączy. Zakłócenia elektromagnetyczne z urządzeń są absolutnie niesłyszalne - możesz bezpiecznie powtórzyć pomysł z drzewem.
Transformatory dźwiękowe, dławiki, elektrolity wysokiego napięcia, mocowane do drewnianej podstawy za pomocą śrub. I montujemy lampy i opaskę na górnej aluminiowej osłonie. Wszystkie połączenia powinny być jak najkrótsze, ponieważ przenoszą znaczne prądy i napięcia.
Po zmontowaniu wszystkiego testujemy zasilanie. Nie zapomnij przylutować 2-watowego rezystora wyładowczego 200-500 kΩ do wyjścia anodowego, równolegle z kondensatorem filtrującym. Po upewnieniu się, że napięcie na wyjściu zasilacza jest ustawione, kondensatory nie eksplodują, a diody się nie nagrzewają, podłączamy wzmacniacz.
Głośniki również muszą być podłączone, ponieważ silne buczenie będzie wskazywało na problemy i błędy montażowe.
Natychmiast mierzymy pobór prądu przez każdą lampę, monitorując spadek napięcia na rezystorach katodowych. Dotykając wejścia śrubokrętem, można usłyszeć tło. Oznacza to, że kaskada działa prawidłowo.
Porównując ten wzmacniacz single-ended z podobnym, z wyjściem 6P14P, byłem przekonany o znacznej przewadze tego pierwszego.
Moc jest zauważalnie wyższa, co już pozwala słuchać basu. To prawda, góra jest nieco słaba, ale ogólnie dźwięk okazał się przyjemny i nie męczący.
Typowy tryb lampy wyjściowej (z odniesienia):
Ea=300 V, Eg2=300 V, Rk=130 Ohm, Raa=8 kOhm,
Ia = 2×36 mA, Ig2=2×4 mA, Na wejściu U =0.
Ia = 2×46 mA, Ig2=2×11 mA, Na wejściu U =10 Veff. P=17W, Kni=4%.
Stukanie w siatkę ekranu w celu ultraliniowego przełączania musi być wykonane z 25% uzwojenia anody.
Aby wybrać żądany transformator TAN ze standardowego zakresu ocen, wykonamy kilka obliczeń.
Amplituda napięcia na uzwojeniu anody:
Uaa \u003d √ 2PR \u003d √ 2 x 17 x 8000 \u003d 522 V.
Dlatego w połowie uzwojenia amplituda napięcia wyniesie 261 V, co przy zasilaniu (anoda-katoda) 300 woltów pozostawia 39 woltów na lampie w stanie otwartym. Możesz sprawdzić charakterystykę - tak jest.
Efektywne napięcie na uzwojeniu anodowym jest 1,41 razy mniejsze i równe 185 V. Oznacza to, że para uzwojeń o tym napięciu roboczym lub nieco większym będzie nam odpowiadać.
Zdefiniujmy teraz współczynnik transformacji. Przy obciążeniu 8 omów, w stosunku do Raa, współczynnik rezystancji wyniesie 1000, a współczynnik transformacji (pierwiastek kwadratowy z 1000) wyniesie 31,6. Napięcie wyjściowe przy obciążeniu 8 omów wyniesie (185 + 185) / 31,6 = 11,7 V. W tym celu wykorzystamy dwa uzwojenia żarnika 6,3 V połączone szeregowo o łącznym napięciu 12,6 V.
Biorąc pod uwagę zastosowanie standardowych wyjściowych uzwojeń żarnika i współczynnika transformacji 31,6, napięcie uzwojeń anodowych powinno wynosić: 12,6 x 31,6 \u003d 398 V lub połowa - 199 V. To więcej niż 185, więc nasz transformator będzie działał nawet w lekko oświetlonym trybie.
Musimy więc dobrać transformator o jak najmniejszej liczbie uzwojeń, aby razem z dwiema połówkami uzwojeń sieci 110/127 V uzyskać 199 V. Jest to możliwe w dwóch kombinacjach: 110 + 89 i 127 + 72.
W oparciu o powyższe zalecenia, dla maksymalnej mocy akustycznej 17 W należy dobrać transformator o mocy 51 - 68 W. Gama transformatorów od TAN27 do TAN40 o mocy 60 W idealnie pasuje do naszego wzmacniacza.
Po dokładnym przestudiowaniu tabeli napięć uzwojeń typowych transformatorów, wybieramy transformator TAN28-127 / 220-50, który ma następującą kombinację napięć: 110 + 40 + 56 V. Dlatego można podłączyć kran do siatek ekranu być wykonane z uzwojenia 56-woltowego, następnie umieszczonej sekcji 40-woltowej, a na końcu 110-woltowe połówki uzwojenia sieciowego zostaną włożone bezpośrednio w anody lamp. I odpowiednio Raa = 8553 Ohm ze współczynnikiem transformacji 32,7.
Oprócz TAN28 transformatory o sąsiednich ocenach dają bardzo dobre wyniki:
TAN27-127 / 220-50, - kombinacja uzwojeń: 127 + 28 + 28 + 6 = 189 V i Raa = 7200 Ohm;
TAN29-127 / 220-50, - kombinacja uzwojeń: 110 + 56 + 56 = 222 V, natomiast Raa = 9933 Ohm.
Do dwóch uzwojeń żarnika połączonych szeregowo podłączamy obciążenie 8 omów. Przy obciążeniu 4 omów należy go podłączyć do wylotu uzwojenia żarnika. Oba wyjściowe uzwojenia „żarnika” mają zaczepy napięciowe: 5 + 1,3 V. Dlatego jeśli wybierzesz napięcie z dwóch uzwojeń, np. 5 + 1,3 + 1,3 = 7,6 V, to prawie dokładnie będzie odpowiadać żądanej wartości (8,2 V) dla obciążenia 4 omów. W tym przypadku moc wyjściowa wzmacniacza wyniesie 14 watów.
Napięcie zasilania anody musi być większe niż typowe 300 V o spadek napięcia na rezystorze wspólnej katody 130 omów przy prądzie 114 mA (2 x 46 + 2 x 11), czyli 15 V. Dlatego napięcie zasilania po filtr prostownika powinien mieć 315 V. Przy szczytowej głośności wzmacniacz będzie pobierał prąd 114 + 2 mA = 116 mA (2 mA pobiera lampka wejściowa wzmacniacza), podczas gdy średni pobór prądu będzie nieco większy niż prąd spoczynkowy, który wynosi 2 x 36 + 2 x 4 + 2 = 82 mA.
Z podanym transformatorem wzmacniacz ten przy średniej mocy wyjściowej 8,5 W (połowa z maksymalnych 17 W) zapewnia pasmo wzmacnianych częstotliwości od 34 Hz do 21 kHz na poziomie minus 3 dB. Czułość wzmacniacza przy częstotliwości 1 kHz przy maksymalnej mocy wyjściowej wynosi 0,28 wolta skutecznego.
Dźwięk tego wzmacniacza jest bardzo klarowny i ma typową przezroczystość charakterystyczną dla obwodów lampowych. Zbierz i posłuchaj sam. Praca jest tutaj na weekend - nigdy więcej! Dzień - na zrobienie podwozia i kolejny dzień na montaż. Tylko ostrzeżenie od razu: jeśli chcesz usłyszeć naprawdę lampowy dźwięk - żadnych płytek drukowanych! Montaż natynkowy tylko z naturalną izolacją powietrzną między elementami obwodu. Minimum przewodów, instalacja musi być przeprowadzona wyłącznie na podstawie wniosków samych elementów radiowych za pomocą płatków montażowych paneli lamp, twardych przewodów rezystorów zmiennych. Możliwe jest również zastosowanie osobnych punktów montażowych lub pasków tekstolitu płatkowego. Kondensatory elektrolityczne należy zamontować na płytce wykonanej z niefoliowanych getinaków, przekładając ich wyprowadzenia w otwory i zamontować gołym, ocynowanym drutem miedzianym o średnicy 0,8 - 1 mm. Za pomocą tego samego drutu, ubranego w lakierowaną pończochę batystową, konieczne jest przeprowadzenie instalacji transformatorów i innych „długich” połączeń w obwodzie.
Okablowania drukowanego nie należy stosować w konstrukcjach
wzmacniacze lampowe z następujących powodów:
2. Wyciek powierzchniowy z materiału izolacyjnego płytki drukowanej również przyczynia się do zniekształcenia naturalnego dźwięku i pogorszenia przejrzystości dźwięku.
3. Niekompatybilność mechaniczna. Obecność bardzo dużych elementów w obwodach lamp, podczas mocowania ich do płytki drukowanej, nakłada na nią zwiększone wymagania mechaniczne i zmniejsza niezawodność połączeń elektrycznych przy stosunkowo dużych nakładach, na przykład podczas wymiany lamp.
4. Konstruktywna niekompletność. Wzmacniacz lampowy wykonany na płytce drukowanej nadal nie może działać, ponieważ nie można na nim umieścić transformatora wyjściowego i mocy, cewki filtrującej, a do tego konieczne jest uzupełnienie takiej konstrukcji o tę samą obudowę, wciąż wiszącą płytka drukowana z dodatkowym mocowaniem do zawieszenia.
5. Po wprowadzeniu zmian lub uzupełnień do gotowego projektu wzmacniacza, co często ma miejsce w amatorskiej praktyce radiowej, okablowanie obwodu drukowanego traci całą swoją atrakcyjność.
6. No i wreszcie obecność dużej powierzchni przewodów (po stronie druku) pod wysokimi napięciami zagrażającymi życiu, nie spełnia norm bezpieczeństwa eksploatacji takich konstrukcji w warunkach amatorskich.
Okablowanie drukowane jest dobre dla obwodów tranzystorowych i bardzo niewygodne dla obwodów lampowych.
Aby uzyskać bardziej uduchowiony, miękki i przejrzysty dźwięk, zaleca się zbocznikowanie kondensatorów elektrolitycznych (lepiej firmy JAMICON) ze starymi kondensatorami papierowymi typu KBG-I 0,015 μF przy napięciu 400 V. Jednak nowoczesne K78-2 tego samego lub wyższą wartość znamionową dla napięcia roboczego nie mniejszego niż 400 V.
Dźwięk tego wzmacniacza jest również dość zależny od rodzaju lampy zastosowanej w przedwzmacniaczu. Najbardziej „pyszny” dźwięk wydaje lampa 6N23P. Jednak każda inna podwójna trioda o podobnym układzie pinów działa świetnie. Tylko nie zapomnij przy zmianie typu lampy zmienić wartości rezystora katodowego pierwszej triody tak, aby obliczone 64 V utrzymywało się na katodzie drugiej triody.
Rezystory w obwodzie są typu MLT, ale jeśli uda ci się zdobyć stare węglowe BC, dźwięk będzie bardziej naturalny i wyraźniejszy. Ale to już subtelne niuanse.
jednostka mocy. Wykonany jest na bazie transformatora TAN33-127/220-50 lub TAN33-220-50 - w zasilaczu można zastosować transformatory uproszczone z jednym całym uzwojeniem na napięcie 220 V. Prostownik kenotronowy z filtrem dławikowym wykonany jest wg. do klasycznych schematów i nie wymaga wyjaśnień. Zamiast kenotronu EZ81 możesz włożyć EZ80, aw przypadku ich braku nasz 6Ts4P (będzie ciągnął, ale z lekkim przeciążeniem) i zamienić gniazdo z 9-pinowego na 7-pinowe. Można jednak umieścić dwa z nich, równolegle do anod w każdym ramieniu. Rezystor zmienny w obwodzie żarnika zapewnia neutralizację tła prądu przemiennego.
Pierwsze włączenie . Sprawdź poprawność instalacji. Ustaw oba zmienne rezystory w środkowych pozycjach. Włącz wzmacniacz i sprawdź napięcia w różnych punktach konstrukcji pod kątem zgodności z wartościami podanymi na schemacie. Różnica nie powinna przekraczać 5%, no cóż, oczywiście, jeśli napięcie w gniazdku w tym momencie wynosi 220 V! - Bardzo ważna uwaga!
Regulacja obwodu . Polega na ustawieniu za pomocą rezystora zmiennego „Balance” równości spadków napięcia 0,8 V na rezystorach 20 Ohm połączonych szeregowo między zaciskami 8 i 9 transformatora wyjściowego. Pożądane jest, aby te rezystory były wybierane z tą samą wartością z dokładnością do 1% - jest to bardzo łatwe, jeśli kupisz ich kilkanaście, a następnie po prostu zmierzysz je testerem, aby dopasować wartość.
Jeśli lampy wyjściowe twojego wzmacniacza nie są dopasowaną parą, można je dopasować w tym obwodzie. Ustaw rezystor zmienny „Balance” w pozycji środkowej i upewnij się, że napięcia polaryzacji na jego skrajnych zaciskach są równe. Aby to zrobić, możesz podłączyć woltomierz cyfrowy ze skalą 2 V do skrajnych zacisków rezystora i ustawić go na zero. Następnie, przeglądając wszystkie posiadane lampy, znajdź te, które będą miały takie same spadki napięcia na rezystorach 20 omów. Podczas wymiany lamp należy bezwzględnie wytrzymać co najmniej 2 minuty od momentu podłączenia do momentu pomiaru.
Końcowy etap strojenia przeprowadzany jest po zamontowaniu dopasowanych lamp we wzmacniaczu i ustawieniu bilansu prądowego stopnia wyjściowego. Regulacja polega na ustawieniu minimalnego poziomu tła na jego wyjściu. Aby to zrobić, musisz zewrzeć wejście wzmacniacza i podłączyć do wyjścia miliwoltomierz AC lub oscyloskop, ustawiając maksymalną czułość jego wejścia. Zmieniając położenie suwaka rezystora zmiennego „Tło”, ustawia się minimalne odczyty miliwoltomierza lub oscyloskopu. To kończy regulację wzmacniacza. Słuchaj i ciesz się!
Obudowa i instalacja profesjonalnego wzmacniacza sterującego zostały wzięte za podstawę z przestarzałego i zdemontowanego sprzętu nadawczego.
A to widok instalacji wzmacniacza. Na rysunkach przedstawiono dodatkową lampkę EM84 - wskaźnik poziomu sygnału wyjściowego wzmacniacza. A w piwnicy podwozia znajdują się elementy detektora amplitudy do działania wskaźnika.
Przykład prawidłowego, klasycznego mocowania lampy
Klasyczna konstrukcja wzmacniacza przeciwsobnego, wykonana na uniwersalnej obudowie typu breadboard do lamp typu finger i octal.
To właśnie ten projekt i właśnie takie podejście do projektowania obwodów lampowych poleciłbym współczesnym radioamatorom, którzy urodzili się po tym, jak w sowieckim przemyśle obronnym w 1965 r. zapomniany również w środowisku radioamatorskim, a obecnie jest prawie całkowicie zagubiony. Dlatego podwójnie przyjemnie jest zobaczyć naprawdę poprawny projekt lampy.
„Wybrałem rozmiar obudowy w oparciu o standardowe 43 cm x 28,5 cm. Po prostu mieści się w szafie. Wstępnie narysowany ołówkiem na papierze milimetrowym w pełnym rozmiarze. Wycinam z tektury projekcje transów, lamp i innych dużych detali. Potem długo się przemieszczał w poszukiwaniu optymalnej lokalizacji. Do pomiaru eksploatacyjnego trybów lamp użyłem pojedynczych gniazd. Od strony piwnicy służą również jako pojedyncze płatki. Wygodny. Wszystkie połączenia narysowałem na kartce, starając się w jak największym stopniu wykorzystać wnioski płynące z samych elementów. Tam, gdzie absolutnie nic, umieść podkładki do szycia. W rzeczywistości ten etap jest najważniejszy i nie należy spieszyć się z cięciem i wierceniem. Przemyślany układ na papierze eliminuje wiele „niespodzianek” sprzętowych. Co prawda ich nie unikałem, ale za to jest on pierwszym doświadczeniem.
Wiaczesław Bagrij, Kijów, Ukraina
inżynier elektronik przemysłowy
miłośnik designu wyposażenia lamp
Wzmacniacz wykonany na uniwersalnej obudowie typu breadboard
dla lamp palcowych i ósemkowych:
miłośniczka projektowania wyposażenia lampowego.
Dyskusje i obliczenia obwodu tej wersji wzmacniacza przeprowadzono tutaj, w wątku na forum „Ulubione lampy”. Możesz porozmawiać na forum z autorem projektu.
Nie twierdzę, że wszystkie stwierdzenia w artykule są w 100% poprawne. Proszę zauważyć, że jest to mój pierwszy poważny projekt i wcześniej ogólnie niewiele wiedziałem o lampach radiowych, ich obwodach, instalacji itp.
Pomysł na złożenie wzmacniacza do głośników chodził mi po głowie od bardzo dawna. Jednak o tym już pisałem w pierwszej części artykułu. A potem jeden z moich znajomych „zafascynował się” konstruktorami MasterKIT, zmontował wszystko pod rząd, łącznie ze wzmacniaczem do kolumn S30. Ja też się zapaliłem, ale łatwych sposobów nie szukam :) Ponownie poczytałem sporo forów i zdecydowałem się na złożenie wzmacniacza hybrydowego, który składa się ze stopnia wejściowego lampowego i wyjściowego na tranzystorach. Na e-bayu są wagony takich projektantów. I wszystkie z nich są w regionie 25-50 Baku. Ale wtedy jeszcze bałem się robić zakupy przez internet i dlatego zdecydowałem się na samodzielny montaż wzmacniacza hybrydowego. Wszedłem na forum po podpowiedź iw rezultacie odradziłem hybrydę :) Zacząłem chłonąć tony informacji, wybierać obwody, studiować podstawy obwodów lampowych, instalacji, uzwojenia transformatorów. Sądząc po artykułach i forach, wszystko było proste: 1-3 radzieckie lampy, kilka transów ze starych radzieckich telewizorów i siła gotowa. Według wstępnych szacunków koszt wyniósł 1000-1500 rubli. Zasadniczo jest to bardzo niedrogie. Ale pierwsza wyprawa na pchli targ radiowy zakończyła się niczym. Nie było starych transformatorów telewizyjnych i prawie nie było wyboru. Również w Internecie nie było szczególnie opcji zakupu. Dokładniej, były, ale po bardzo „końskich” cenach.
W międzyczasie ustalał się przybliżony układ przyszłego wzmacniacza. Głośniki Solo2 charakteryzują się czułością rzędu 86-89 dBA, co jest bardzo niską wartością jak na wzmacniacz lampowy. Dlatego natychmiast odciąłem wszystkie opcje o mocy 3-5W. Ale jednocześnie lampy 6P14P (wersja burżuazyjna - EL84) są wszędzie oferowane jako najlepsza opcja dla początkującego konstruktora wzmacniaczy lampowych. Dlatego stopień wyjściowy z 2 6P14P (w połączeniu równoległym) na ramię wydawał się dobrą opcją, co prawie podwoiło moc. Ponownie chciałem, aby trioda była chwalona przez wszystkich, pomimo małej mocy. Dlatego wybrano schemat Manakova A.I.
Został przeprojektowany na stopień wejściowy na 6N6P (według opinii na forum ma bardzo dobry dźwięk) i inne napięcie anodowe (za radą samego A.I. Manakova). Wszystkie obliczenia stopnia wyjściowego przeprowadzono w programie SEAMPCAD dla lamp EL84, co w zasadzie nie jest do końca prawdziwe przy użyciu radzieckich lamp 6P14P.
Zdecydowano się nie instalować regulacji głośności - upraszczając konstrukcję, nie trzeba rozgrzewać głowy wybierając wysokiej jakości regulację, a zresztą wzmacniacz miał współpracować z komputerem, na którym można regulować głośność bez problemów.
Nie było szczególnych problemów z komponentami. Jak to mówią: „kup, zamawiaj”. Ale przecież jak zwykle chciałem taniej.
Lampy i wszystkie detale zostały znalezione na mieście, nie trzeba było niczego zamawiać przez internet, zwłaszcza po szalonych cenach. Zdecydowano się na wykonanie transu zaopatrzeniowego w oparciu o TS-180 lub podobny.
A co z filtrami przepustnicy, pytasz? W końcu konieczne jest filtrowanie napięcia anodowego. Postanowiłem założyć tak zwane "dławiki elektroniczne" - filtry tranzystorowe. Zapewniają bardzo dobry poziom filtrowania przy minimalnym spadku napięcia. Na podstawie kilku schematów obliczono następujący schemat:
Dławik elektroniczny ma jeszcze jeden plus - płynny wzrost napięcia anodowego. Korzystając z tego schematu, opóźnienie uzyskuje się w okolicach 2 minut. W przypadku lamp 6P14P i napięcia anodowego 370 V to wystarczy.
Wystąpił problem z transami wyjściowymi. Wzięcie gotowych jest drogie (1500-2000 rubli za sztukę). Samo nawijanie jest nadal kłopotliwe, zwłaszcza gdy nie ma gdzie kupić drutu miedzianego o wymaganej grubości i wymaganej ilości w sprzedaży detalicznej. Wszędzie sprzedają tylko duże cewki… Długo studiowałem zasadę obliczania transformatorów. Nauczyłem się pracować z programem TubeTransCalc.
Ogólnie rzecz biorąc, program z mega regułami. A potem spamował około 20-30 biur i fabryk zajmujących się uzwojeniem i produkcją transformatorów na zamówienie. Odpowiedziało tylko kilku, a spośród nich znaleziono tylko jedno biuro, które zaoferowało wykonanie transów według moich obliczeń za 700 rubli / sztukę. Ale nie wszystko potoczyło się tak gładko, cena zaczęła stopniowo rosnąć, pojawiły się kolejne trudności z zamówieniem i płatnością, musiałem związać się z tym biurem. Następnie znaleziono inne biuro w Petersburgu, które obiecało wykonać transze wyjściowe w oparciu o ShL25x50 za 800 rubli / sztukę, a także trance dostaw w oparciu o torus OL50-80-50, również po 800 rubli. Łącznie 2400r, nie licząc dostawy. Tak ogólnie to nieźle.
Przekładnia mocy zamówiona z uzwojeniami:
- 2 sztuki 320V 0,125A z odczepami 280V i 300V (na wszelki wypadek)
- 3 sztuki po 6,3 V 2 A każda (zdecydowałem się podłączyć zasilanie do wskaźników mocy wyjściowej)
Transformatory wyjściowe obliczone pod ShL25x50. Ri=875Ω, Ra=4200Ω.
Zaplanowałem wtórny zgodnie z metodą Partridge'a przy 4-8-16 omach.
Z obliczeń wyszło:
- Podstawowe 19 warstw w odcinkach 3-4-5-4-3 drutem 0,315; przełączanie szeregowe
- Wtórne 4 warstwy między sekcjami pierwotnymi drutem 1,12; przełączane w zależności od rezystancji obciążenia
- Pierwotna rezystancja czynna - 130 omów
- Aktywny wtórny - 0,16-0,64 Ohm w zależności od rezystancji obciążenia i metody przełączania
- Ls=0,0047H
- Pasmo przenoszenia 24-100000 Hz (przy tętnieniach 1 dB)
Zamówione, opłacone, otrzymane po miesiącu. Wraz z dostawą wyszedł w 3000r. Jakość wykonania jest całkiem zadowalająca.
To prawda, że nastąpiło „załamanie” z transem mocy, który później został rozwiązany. Uzwojenia 280, 300 i 320 V, które włożyłem, nie były przydatne. Napięcie wyprostowane i przefiltrowane pod obciążeniem nie odpowiadało obliczonemu. Później przy pomocy znajomego i jego oscyloskopu stwierdzono, że napięcie naszej sieci ma postać sinusoidy z „odciętymi” wierzchołkami. Z tego powodu napięcie wyprostowane nie jest równe napięciu obliczonemu ze wzoru.
Na wszelki wypadek kupiłem regulator napięcia Solby SVC-1000VA. Model ten należy do elektromechanicznych stabilizatorów, które zapewniają płynną regulację napięcia wyjściowego z dużą dokładnością (3%) jego utrzymania. Regulację zapewnia serwonapęd, który automatycznie monitoruje zmiany napięcia wejściowego i prądu obciążenia.
Nie koryguje kształtu sinusoidy, ale przynajmniej zabezpiecza przed znacznymi spadkami napięcia, a zatem przed zmianami napięcia anodowego i zmianą trybu pracy lamp.
Nadszedł czas na złożenie makiety. Wziąłem dużą płytkę i spartaczyłem układ jednego kanału. Spędziłem dużo czasu wybierając rezystory katodowe do 6P14P-EV. Wszystko nie zgadzało się z obliczeniami w SEAMPCAD. Okazało się, że właśnie w tym tkwi różnica między Basurmanem EL84 a naszym 6P14P: do naszej lampy trzeba podać MNIEJSZE napięcie polaryzacji niż do ich. Tak więc przy napięciu polaryzacji w okolicach 12 V osiągnąłem wymagany prąd katody 36 mA.
Układ się udał :) Szczęście nie znało granic.
Jedynym łącznikiem jest bardzo wyraźne tło o niskiej częstotliwości. Okazało się jednak, że to koszty długiego „smarku” w układzie i źle obliczonego rezystora na wejściu. Początkowo było to 200 omów, zmniejszyło się do 8,2 omów - wszystko stało się jasne :) Postanowiłem zmontować wskaźnik sygnału wyjściowego. Schemat jest dość prosty.
Początkowo było na lampach 6E1P, ale mi się nie podobały. Długo poszukiwany 6E3P. Jakoś to znalazłem. Za 150r/szt. Zebrane - działa.
Postanowiłem wypróbować logarytmiczny schemat ręki dobrze znanego Lynxa „a.
Zebrane. Działa, ale nie lubi. Wróciłem do pierwszej opcji.
Pozostało zaprojektować korpus i ułożyć w nim „wypełnienie”.
Przejrzałem samochód zdjęć kadłubów. Proshurstil wszystkie opcje w ramach zamówienia. Nic pod wrażeniem. W rezultacie postanowiłem zrobić to sam. Oczywiście chciałem droższe drzewko lub fornir. Ale w rezultacie osiadł na zwykłej sośnie. Zaprojektowałem przybliżoną wersję obudowy w Compassie, obliczyłem wszystkie wymiary. Płytkę wewnętrzną narysowałem w Korelu. Postanowiłem nie zawracać sobie głowy całkowicie zawiasową instalacją, ale wykonać ją na podstawie kawałka tekstolitu. To jest łatwiejsze.
Przechodziłam przez bejcę 3 razy, potem lakierem do parkietu, również w 3 warstwach. Wyszło naprawdę dobrze :)
Pobrał opłatę. Sprawdzony. Włożyłem wszystko do etui. Bawiłem się układaniem kabli sygnałowych, aby zminimalizować tło. Zadowolona :)
Podobał mi się dźwięk. Czysty dźwięk, wszystkie instrumenty są słyszalne. W porównaniu do wzmacniacza native speakera - niebo i ziemia. Jest wystarczająco dużo mocy, aby napędzać głośniki przy około 60% głośności. Wskaźniki to po prostu uczta dla oczu. Jeśli oglądasz film, paski poruszają się w rytm otwierania ust – bardzo fajnie.
Cóż, teraz o smutku: okazał się koszt wzmacniacza 7200r.(to biorąc pod uwagę wszystkie szczegóły, z których część (ze wskaźnika logarytmicznego, dobór rezystorów katodowych) pozostała na przyszłość, para zapasowych lamp 6P14P-EV do doboru par, bejca, lakier. Dodatkowo zakup narzędzi (wiertła, korony, wyrzynarka, brzeszczoty pił) i napięcie stabilizatora ok 4500r. Oto wzmacniacz lampowy dla Ciebie :)
Ale nadal jestem szczęśliwy. Gotowy na taką cenę o podobnych parametrach i wyglądzie, pewnie bym go nie wziął.
Cóż, jeśli kiedykolwiek będziesz chciał złożyć kolejny wzmacniacz, następnym krokiem będzie wzmacniacz tranzystorowy z efektem polowym. Mimo to wydajność jest wyższa, a gabaryty i waga są wielokrotnie mniejsze.
PS: Chcę podziękować wszystkim, którzy pomogli mi w tym projekcie, a w szczególności:
- mojej żonie Anechce za moralne wsparcie, pomoc i nie pozwalanie mi rezygnować ze wszystkiego w połowie drogi
- mieszkańcy forum audioportal.su: A.I. Manakova vel Gagan, Leonida vel Permiak, Siergiej A o pomoc i wskazówki w procesie; i wielu innych, z których postów dowiedziałem się wielu przydatnych informacji
Motywem powstania tego wzmacniacza był... transformator. Znaleziony w moim garażu czas transik na SHL-iron. Zwrócił moją uwagę tym, że przy grubości nawijania taśmy 20 mm okazało się, że ma ona tylko 30 mm szerokości.
I pomyślałem: jeśli rozłożysz ten transik, otrzymasz dwa doskonałe rdzenie łodzi podwodnych z cienkiej taśmy o powierzchni 6 cm2. W przypadku jednego pociągnięcia taki obszar nie wystarczy, ale możesz spróbować złożyć dwusuw.
Chciałem konkurować w konstrukcji z kamiennymi wzmacniaczami i uzyskać jak najbardziej płaską konstrukcję.
Rezultatem jest poniższy diagram.
Obwód wzmacniacza lampowego
Jako podstawę wybrano obwód wzmacniacza przeciwsobnego na najpopularniejszych lampach - 6P14P. Jako falownik - obwód ze stopniem różnicowym na 6N23P, który według autora brzmi lepiej niż 6N2P. Ta decyzja była inspirowana.Po wybraniu głównych rozwiązań obwodów pojawiło się pytanie: co można poprawić? Przychodzą mi na myśl trzy ulepszenia.
Poprawa przemiennika faz
Pierwszy- Jest to ulepszenie w inwerterze faz. Ponieważ przemienniki faz tego typu lepiej pracują albo z dużymi rezystancjami katodowymi, albo ze stabilnymi generatorami prądu, wybrano obwód z generatorem prądu. W tym celu dodano kolejną lampę 6N23P (po jednej triodzie na każdy kanał) jako źródło prądu i dodano kolejne źródło zasilania -100 V.Krzemowa dioda Zenera w katodzie
Drugi ulepszeniem było zastąpienie rezystancji katodowej stopnia wyjściowego krzemową diodą Zenera. Umożliwiło to porzucenie kondensatora elektrolitycznego w obwodzie katodowym, ponieważ zaleca się również zainstalowanie kondensatora dość wysokiej jakości. Nie brano pod uwagę obwodu o stałym napięciu, ponieważ według opinii lampy 6P14P go nie lubią, a autor nie ma dostępnego EL84 ...Zasilanie żarówek pierwszych stopni prądem stałym
I w końcu trzeci Ulepszeniem było zasilanie żarówek pierwszych stopni prądem stałym. W ten sposób uzyskano powyższy schemat. Rezystancja R7 równoważy inwerter faz, a rezystancja R3 ustawia prąd tego stopnia. Nie ma dalszych korekt.Odporność na sprzężenie zwrotne R9 została następnie zwiększona ze 100 tys. do 300 tys. Zrobiono to, aby zmniejszyć OOS i zwiększyć czułość wzmacniacza. Diody Zenera D1, D2 są zaprojektowane na prąd 1A.
Specyfikacja wzmacniacza
Charakterystyka zmontowanego wzmacniacza okazała się zaskakująco dobra.Być może wynika to z udanego projektu transformatora wyjściowego lub szczęścia autora.
Czułość wejściowa = 0,7 ÷ 1,0 V
Wyjściowa moc sinusoidalna, nie mniejsza niż = 10 W
Obciążenie = 4, 8 lub 16 omów
Pasmo wzmocnienia przy nierównościach 1,5dB = 20÷25Hz - 45÷50kHz
Poziom hałasu i tła = -75÷80 dB
Zniekształcenia harmoniczne przy połowie mocy
1 kHz ~ 0,05%
30 Hz - 100 Hz< 0,25%
100 Hz - 10 kHz< 0,15%
10kHz - 20kHz< 0,5%
Pomiary SOI wykonano za pomocą programu Spectralab. Szum własny karty dźwiękowej komputera na poziomie -95÷ -100 dB.
Waga wzmacniacza okazała się około 8 kg, a wymiary to 360 mm na 330 mm.
Jednocześnie wysokość konstrukcji to tylko 70 mm!!! Dlaczego nie wymiary tranzystora?
Konstrukcja i detale
Całość wzmacniacza zmontowana jest na blaszanym chassis o grubości 0,7 mm, które pełni jednocześnie funkcję spodu całej konstrukcji. (Lepiej wziąć grubszy, ale tak właśnie zrobili.) Do tej obudowy przymocowano również moduł wzmacniacza (oba kanały + generatory prądowe), transformatory, prostownik anodowy i żarowy oraz kondensatory filtrujące napięcie anodowe.Poniżej zdjęcie wzmacniacza ze zdjętą górną pokrywą.
Widok wzmacniacza z góry ze zdjętą pokrywą
Poniżej fragmenty konstrukcji.
Płyta wzmacniacza (jeden kanał)
Płytka prostownika -100 V i stabilne generatory prądu
Widok z boku instalacji
Anody dostarczają elektrolity
Prostowniki anodowe i żarnikowe
Projekt wyjściowego transformatora audio
Transformator jest uzwojony na żelazku podwodnym. Grubość nawijania taśmy - 20 mm, szerokość taśmy - 30 mm. Wymiary okna to 60 mm na 20 mm. Uzwojenia pierwotne są uzwojone drutem o średnicy 0,17 mm, wtórne - 0,5 mm.Transformator składa się z dwóch identycznych cewek, kolejność uzwojeń na każdej cewce jest następująca:
________ tusza
_______ kalka
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ kalka
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ papier
________ 90 gwint Ř 0,5 Przekrój A
_______ papier
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ kalka
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ papier
________ 45 wit 2 x Ř 0,5 (nawinięta na dwa druty) Sekcja B
_______ papier
_______ papier
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ kalka
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ papier
________ 90 gwint Ř 0,5 Sekcja B
_______ papier
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ kalka
________ 250 gwint Ř 0,17
_______ papier
_______ papier
________ Karton z lamelami wyjściowymi
________ lakierowana tkanina
W sumie uzwojenie pierwotne ma 2 × 2000 zwojów. Jako izolację międzyzwojową zastosowano zwykły papier pakowy. Okazał się dość gęsty i twardy. Podczas pracy przy obciążeniach 4 i 16 omów stosuje się sekcje A, B, a przy obciążeniach 8 omów sekcje A, C i B
Kolejność połączeń sekcji głównej i wtórnej pokazano na poniższym rysunku.
Podłączenie sekcji transformatora wyjściowego
Po lewej stronie znajduje się schemat połączeń sekcji uzwojenia pierwotnego, po prawej - wtórnego dla obciążenia 8 omów. H1a, K1a - początek i koniec pierwszej sekcji uzwojenia pierwotnego na jednej cewce, H1b, K1b, - początek i koniec pierwszej sekcji uzwojenia pierwotnego na drugiej cewce. Dla uzwojeń wtórnych - odpowiednio 1a i 3a, sekcje A i B. A 2a - sekcja B.
Projekt transformatora zasilającego
Transformator mocy jest uzwojony na żelazku pobranym z zasilacza UPS do komputerów, ale grubość opakowania jest zmniejszona.Ma następujące cechy:
Żelazo W 38mm (pręt) × 32mm (grubość opakowania) powierzchnia 12,16 cm kwadratowa.
Wybrano gęstość prądu 3 A * mm kwadrat.
________ 220v 720 vit Ø 0,55 uzwojenie pierwotne
________ 235v 770 vit Ø 0,33 uzwojenie anody
________ 100v 300 wit. Ø 0,2
________ 6,3 V 23 wit. Ř 1,3 blask 6P14P 4×800 mA
________ 6,3 V 23 wit. Ř 0,63 blask 6N23P 3×300 mA
Aby zmniejszyć wysokość konstrukcji wybrano poziomy układ lamp oraz hybrydę okablowania drukowanego z uchylnym. Wszystkie części znajdują się na płytkach drukowanych i są połączone przewodami z panelami lamp. Jak widać na zdjęciu, lampy i płytki drukowane są zamontowane na osobnym metalowym panelu. Jest to element w kształcie litery U o nierównych bokach, wykonany z blachy żelaznej o grubości 1 mm. Ten zespół jest przymocowany do dolnej podstawy za pomocą sześciu śrub M3.
Aby uzyskać minimalną różnicę w przetwornikach na prawym i lewym kanale, projekt jest wykonany tak symetrycznie, jak to tylko możliwe.
Ponieważ żelazo transformatora mocy było z otworami, przez nie przewleczono kołki Ø4 mm i cały trans przymocowano do podstawy przez tuleje o wysokości ~7 mm. Mocowanie transformatorów wyjściowych odbywa się za pomocą narożników wykonanych z żelaza o grubości 0,6 mm, schowanych pod zaciskiem napinającym transformator wyjściowy. Płytka bloku prostowników anodowych i żarnikowych jest przymocowana do podstawy za pomocą narożnika. Anodowe elektrolity mocy (z lewej strony transformatora mocy) mocowane są do podstawy za pomocą pasków tekstolitu (dolna i górna grubość 1,5-2,0 mm) oraz kołków o średnicy 3 mm.
Detale
W konstrukcji zastosowano rezystancje stałe typu MLT 0,5 i MLT 2. Kondensatory przejściowe typu MBM. Jeśli są lepsze, możesz ich użyć. Możesz odmówić kondensatora C1, ale ponieważ autor uwielbia izolację DC, zostawił C1. Rysunki wszystkich płytek obwodów drukowanych oraz skany części metalowych przedstawiono poniżej w plikach w formacie CorelDraw.Płytki drukowane są rysowane w dwóch warstwach: pierwsza to przewodniki, druga to rysunki szczegółów. Aby uzyskać same przewodniki, wystarczy wyłączyć drukowanie drugiej warstwy. Deski są już narysowane w lustrzanym odbiciu i gotowe do przymiarki w „technice prasowania laserowego”.
Ponieważ zostało wystarczająco dużo miejsca na lampy (biorąc pod uwagę doświadczenia z poprzednich opracowań), reżim termiczny wzmacniacza okazał się bardzo korzystny.