Самый простой ламповый предусилитель за один вечер. Самый простой ламповый предусилитель за один вечер 6ж1п усилитель с низковольтным питанием

Дата написания: 19.11.2023

Время на чтение: 15 минут

Давно не писал статьи - начался дачно-летний сезон. Было много работы на участке и других хлопот. Тем не менее иногда выкраивалось время и для хобби. Уже довольно давно я начал интересоваться радиолампами, а если быть точным с 2013 года. Хотя у меня имеется дома большой парк ламповых радиол, но вот дальше ремонта я не вникал в этот чудный мир. Тем не менее очень хотелось попробовать что-то ламповое. Наметив для себя интересное, я начал читать форумы, скачивать интересные схемы. Потихоньку откладывать детали и думать насчёт будущих корпусов. Но как я уже писал в блоге, у меня был непростой период, связанный с переездом, и самоделки пришлось убрать в долгий ящик. Потихоньку я пришёл к выводу, что хочу не только классику УНЧ SE 6н2п+6н14п, но легенду 6п3с, а также захотелось заиметь себе ламповый УКВ приёмник, а точнее только узел ЧМ-детектор, так как не вижу смысла городить ВЧ часть на лампах. Дальше больше - захотелось собрать темброблок, приёмник сверх-регенератор на КВ и УНЧ для наушников. О последнем и пойдёт речь. Я понял, что без трансов схем мало и они имеют довольно много проблем. Также проблемы и с довольно высоким анодным напряжением. В связи с этим я решил для наушников с УНЧ не заморачиваться, а собрать SRPP на 6н1п/6н23п/6н2п. Однако, листая просторы интернета, я наткнулся на простейшую схему на 6ж1п с питанием всего 12 вольт. Пентод 6ж1п включён триодом. Схема стерео усилителя на 6ж1п для наушников (слева указаны штырьки лампы 6ж1п):

В этой схеме ужасно всё - и низкое напряжение питания, и отсутствие трансформатора, даже сам вариант включения наушников и тот подразумевает протекание анодного тока через катушку динамика. Тем не менее я вспомнил свой первые конструкции типа однотранзисторного УНЧ на кт-315 или мп-41 и подумал - а почему бы и нет?

На руках у меня были нужные гнёзда, мелкая коробочка и свободный вечер (даже 2), собрав макет на ламповых панельках - я был в начале разочарован. Усиление каскада плавало в районе 1, т.е. усилитель был псевдо, более того на вход 0.3 в и всё - начинались искажения. тем я решил послушать и сравнить звучание в ночное время. Разница была заметна, особенно при подключении планшета. Звук в этим УНЧ становился тёплым ламповым и был некий подъём на НЧ. Хотя назвать его чистым нельзя, всё же искажения присутствуют. Что касается громкости, то она вполне достаточна для гарнитуры (с резистором-регулировкой и микрофоном), в капельках на 32 ома - чуть тише и нет НЧ. Прикинув, что когда я ещё соберусь собрать полноценный УНЧ, я решил собрать его в корпусе.

Заморачиваться не стал - обычная пластиковая коробочка (монтажная для проводов, внутри клемники). Клемники, что были внутри, я убрал и срезал пластиковые штырьки, чтобы не мешали. Просверлил отверстия под ламповые панельки, гнёзда. Монтаж вёл прямо на лепестках. Провод использовал МГТФ. Старался соблюсти правило монтажа - минимальная длина проводников и правильное разведение земли. В схему добавлен конденсатор - электролит 100 мкф параллельно гнезду питания. Накалы ламп соединены последовательно. У 6ж1п - это штырьки 3-4. Питается усилитель от постоянного тока, блок - импульсный 12 V 2 A (Huawei HW-120200E6W). Никакого фона не прослушивается.

Тем не менее нужно учитывать некоторые особенности. Например, лампы надо подбирать попарно. Так как иначе может быть перекос по питанию накала или разница в громкости. Стоит отметить, что у меня 1 лампа фонила, если касаться её корпуса рукой, самое интересное, что усиление УНЧ таково, что фона 50 гц почти нет, если касаться входа рукой, а вот при касании баллона лампы, фон проявлялся. Просто поменял лампу на другую и всё. Также следует обратить внимание на БП - частота преобразования у ИБП должна быть значительно выше звукового диапазона, то 50 кгц и выше, иначе возможно прослушивание писка в наушниках. Да и в целом лучше питать от трансформаторного блока, можно и не стабилизированного, но напряжение должно быть в пределах 12-13 вольт. Как видно на схеме - изначально лампа EF95, её заменили на 6ж1п. Я решил попробовать подобрать аналоги 6ж1п с такой же цоколёвкой, чтобы можно было отслушать и выбрать лампу, которая даст ещё более тёплый ламповый звук:-) В наличии были 6ж38п и 6ж5п, с ними звук хуже. Особенно с 6ж38п. Также существенным недостатком 6ж5п можно считать больший ток накала и сильный нагрев баллона. Так что 6ж1п - самый оптимальный вариант для этого ламповизатора звука. Очень важно! Так как накалы соединены последовательно, то нельзя ставить разные лампы вместе. Может сгореть спираль у лампы с меньшим током накала. Перед первым подключением наушников надо быть предельно внимательным - ведь в схеме отсутствует какая либо защита, если окажется, что лампа имеет замыкание между катодом и анодом или в монтаже есть ошибки, то наушники могут сгореть, так как через них потечёт неограниченный ток блока питания! Также данная схема не может выступать в качестве лампового буфера для большинства УНЧ. Выход данного УНЧ расчитан на включение относительно низкоомного сопротивления порядка 32-600 ом и более того, нагрузка должна обеспечивать протекание анодного тока. Конечно выход можно переделать - поставив вместо наушника по схеме резистор сопротивлением 100-500 ом и подключать дополнительный УНЧ через разделительный конденсатор 100 мкф, но это уже совсем другая история... т.е. схема.

Внешний вид собранного усилителя:

Заключение: чудес не бывает, если у любого радиоэлемента есть оптимальные режимы работы, то при выходе за него, возможно резкое ухудшение характеристик, и лампы тут не исключение. Не стоит ждать качественного и волшебного звука от подобных схем. Интерес они представляют лишь с точки зрения самообразования (в данном случае крайне сомнительно), либо эксперимента - возможна ли работа лампы в таком не типичном режиме работы. Стоит ли собирать эту схему? Не знаю... Я собрал и разбирать не планирую, благо ценного в ней ничего нет для будущих конструкций.

Обычные механические граммофоны не обеспечивают хорошего качества воспроизведения грамзаписи, так как воспроизводят узкую полосу частот и, кроме того, не позволяют производить регулировку громкости и тембра.

Поэтому в настоящее время широкое распространение получили радиограммофоны, представляющие собой комбинацию звукоснимателя, электродвигателя и усилителя низкой частоты. Ниже дается описание портативного переносного радиограммофона, позволяющего воспроизводить грамзапись как обычных, так и долгоиграющих пластинок с достаточной для большинства практических случаев громкостью.

Самодельными узлами радиограммофона являются усилитель низкой частоты и футляр, в котором располагаются все детали радиограммофона. Усилитель низкой частоты имеет две ступени усиления на лампах 6ЖЗП и 6П14П , выходная мощность его около 3 вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 1,5%,

В усилителе имеется плавный регулятор тембра, который позволяет в достаточно широких пределах изменять частотную характеристику усилителя на высших частотах и тем самым значительно уменьшать специфические шумы, сопровождающие воспроизведение грамзаписи, особенно со старых пластинок.

Принципиальная схема

Принципиальная схема усилителя низкой частоты радиограммофона приведена на рис. 2. Переменное напряжение звуковой частоты, развиваемое звукоснимателем, через регулятор громкости R1 и цепочку C1R2 поступает на сетку первого каскада усилителя.

Рис. 1. Принципиальная схема лампового усилителя на 6ЖЗП и 6П14П .

Этот каскад выполнен на пальчиковом пентоде типа 6Ж1П. В предварительных каскадах усилителей низкой частоты рекомендуется заземлять катод лампы, так как из-за наличия сопротивления утечки между подогревателем и катодом лампы часто возникает фон переменного тока. Напряжение же смещения на управляющую сетку лампы образуется за счет протекания сеточного тока лампы по сопротивлению утечки R2, которое выбирается довольно большим (порядка 7—10 Мом).

Напряжение на экранную сетку пентода подается через гасящее сопротивление R4. Во время работы лампы на ее экранной сетке образуется переменное напряжение, ослабляющее усиление каскада. Для того чтобы уменьшить это напряжение, включен конденсатор С4, через который токи звуковой частоты замыкаются на землю.

Сопротивление R3 является сопротивлением нагрузки лампы и да нем выделяется усиленное напряжение звуковой частоты. Питание анодных цепей предварительного каскада усилителя осуществляется через развязывающий фильтр R5C2, применение которого уменьшает фон переменного тока и повышает стабильность работы усилителя.

Усиленное первой лампой напряжение звуковой частоты с сопротивления R3 через разделительный конденсатор С3 подается на сетку оконечного каскада усилителя. Разделительный конденсатор С3 необходим для того, чтобы высокое постоянное напряжение, имеющееся на аноде лампы Л1, не попало на управляющую сетку лампы Л2 и не вывело ее из строя. Для напряжения же сигнала сопротивление конденсатора С3 мало, и оно все поступает с анода лампы Л1 на сетку лампы выходного каскада.

В оконечном каскаде используется лампа 6П14П. В анодную цепь лампы включен выходной трансформатор Три необходимый для согласования низкого сопротивления нагрузки (звуковой катушки громкоговорителя) с высокоомным выходным сопротивлением оконечной лампы.

Напряжение смещения на управляющую сетку лампы образуется за счет протекания анодного и экранного токов лампы по сопротивлению R7. Действительно, полярность падения напряжения на сопротивлении R7 такова, что плюс этого напряжения приложен к катоду лампы, а минус через сопротивление утечки сетки, роль которого выполняет потенциометр R6, — к управляющей сетке лампы. Для того чтобы на сопротивлении R7 не создавалось падения напряжения звуковой частоты, R7 зашунтировано электролитическим конденсатором С6.

Чтобы уменьшить шипение грампластинок, оконечный каскад охвачен частотнозависимой отрицательной обратной связью. Напряжение обратной связи подается из анодной цепи выходной лампы через конденсатор небольшой емкости С5 в цепь управляющей сетки лампы Л2. Емкость этого конденсатора выбрана такой, что обратная связь была мала на низших и средних частотах и максимальна на высших частотах. Это приводит к резкому ослаблению высших частот.

Глубина обратной связи регулируется потенциометром, причем в нижнем по схеме положении движка потенциометра R6 она минимальна, а в верхнем положении движка — максимальна. Положение движка подбирается при проигрывании грампластинок опытным путем на слух в зависимости от интенсивности шумов пластинки и индивидуального вкуса слушателя.

Питание анодных цепей усилителя производится от однотіолупериодного выпрямителя, собранного на полупроводниковых диодах типа Д7Ж или ДГ-Ц27.

Для равномерного распределения обратного напряжения на диодах последние зашунтированы уравнивающими сопротивлениями R9, R10. Электродвигатель радиограммофона постоянно подключен к 127-вольтовой обмотке силового трансформатора Тр2.

Такое включение удобно тем, что при работе от сети с различными напряжениями приходится переключать всего одну обмотку силового трансформатора. Включение электродвигателя и напряжения питания усилителя осуществляется выключателем Вк1 типа тумблер.

Использовать выключатель сети, объединенный с регулятором громкости, нецелесообразно, так как это может привести к появлению фона переменного тока из-за неудачного расположения проводов сети и сетки первой лампы или плохой изоляции между потенциометром и выключателем.

Детали и конструкция

В радиограммофоне используются электродвигатель типа ЭП-1 и пьезоэлектрический звукосниматель типа ЗПУ-1 с поворотной головкой. Возможно также применение любых других звукоснимателей и двухскоростных электродвигателей. В качестве трансформатора Тр1 использован выходной трансформатор от радиоприемника «Восток-57».

Можно применить самодельный выходной трансформатор, выполнив его на сердечнике сечением 3—4 см2. Обмотка I должна содержать 2800 витков провода ПЭЛ 0,12, обмотка II—90 витков провода ПЭЛ 0,41. Отвод от 400-го витка, считая от анода лампы.

Силовой трансформатор применен от радиоприемника АРЗ-54 и имеет следующие данные: сердечник типа Ш-24, толщина набора 30 мм. Обмотка I содержит 1330 витков провода ПЭЛ 0,15, обмотка II имеет 39 витков провода ПЭЛ 0,8, обмотка III имеет 693 витка провода ПЭЛ 0,27, а обмотка IV содержит 520 витков провода ПЭЛ 0,23. Можно применять любой другой силовой трансформатор, например от радиоприемников «Муромец», «Рекорд» и т. д.

В радиограммофоне применен громкоговоритель типа 2ГД-3 с диаметром диффузора 150 мм и сопротивлением звуковой катушки 3,4 ом.

Усилитель радиограммофона монтируется на шасси размером 120X185 мм. Шасси выполняется из мягкого дюралюминия или латуни толщиной 2—3 мм. Отверстия под силовой трансформатор и ламповые панельки можно выпилить с помощью обычного лобзика. Расположение деталей на шасси усилителя видно на рис. 3.

Рис. 3. Шасси самодельного лампового усилителя на 6ЖЗП и 6П14П.

Рис. 4. Корпус самодельного лампового усилителя на 6ЖЗП и 6П14П.

Все детали радиограммофона смонтированы в прямоугольном деревянном ящике, размеры которого приведены на рис. 4. Ящик делается из фанеры толщиной 4—6 мм или тонких досок.

После изготовления сверху ящик желательно оклеить дерматином или покрыть масляной краской. Расположение деталей внутри радиограммофона видно на рис. 5.

Рис. 5. Верхняя панель радиограммофона.

Громкоговоритель прикрепляется к верхней панели болтами, причем между панелью и корпусом громкоговорителя следует проложить мягкую (например, фетровую) прокладку. Электродвигатель следует амортизировать с помощью мягких втулок, например резиновых.

Вначале монтируется усилитель низкой частоты, затем все детали радиограммофона закрепляются на верхней панели и производится окончательный монтаж. Монтаж следует вести мягким изолированным проводом. Все соединения следует тщательно пропаивать, а корпус электродвигателя соединить с общим заземленным проводом.

Налаживание

Налаживание правильно выполненного усилителя, в котором применены исправные детали, несложно. Вначале проверяется режим ламп с помощью вольтметра. Напряжения на электродах ламп указаны на принципиальной схеме, они измерены тестером типа ТТ-1.

Если эти напряжения отличаются от приведенных на схеме не более чем на +/- 20%, можно оценить исправность работы усилителя проигрыванием грампластинок.

Если воспроизведение записи не сопровождается искажениями и громкость работы усилителя достаточна, налаживание усилителя можно считать законченным.

Если искажения появляются только при большой громкости, то источником искажений является усилитель, и следует проверить исправность всех его элементов, включая громкоговоритель. Если же грамзапись воспроизводится с искажениями даже при малых громкостях, то в большинстве случаев это указывает на неисправность кристалла звукоснимателя.

Радиоприемник к усилителю

Рис. 6. Приставка - детекторный приемник к ламповому усилителю.

Радиограммофон несложно превратить в простейшую радиолу, с помощью которой, кроме воспроизведения грамзаписи, можно будет прослушивать передачи местных мощных радиостанций.

Для этого к усилителю следует добавить простейший детекторный приемник, собрав его по схеме, приведенной на рис. 6. В качестве катушки L1 можно использовать входную катушку диапазона длинных или средних волн (в зависимости от длины волны местной радиостанции) от любого фабричного радиоприемника. Емкость конденсатора С2 подбирается опытным путем по максимальной громкости приема.

Роль антенны может выполнять небольшой кусок провода, свитый в спираль и укрепленный, например, на внутренней крышке радиограммофона.

Добавив простейший переключатель, можно будет сделать детекторный приемник на несколько фиксированных настроек. Для приема радиостанции первой программы (длина волны 1734 м) можно применить контур, состоящий из конденсатора емкостью 200 пф и катушки, выполненной на каркасе диаметром 10 мм. Число витков катушки — 250, провод — ПЭЛ 0,1.

Для точной настройки внутри катушки помещается передвижной сердечник из карбонильного железа. При использовании радиограммофона как радиолы необходимо добавить к нему выключатель электродвигателя.

В заключение следует сказать, что при тщательном выполнении описываемый радиограммофон обеспечивает достаточно высококачественное воспроизведение грамзаписи, не отличающееся от звучания фабричных радиограммофонов.

Выходная мощность усилителя равна 15 вт при коэффициенте нелинейных искажений не выше 2,5% на средних частотах и не выше 4% на крайних частотах полосы пропускания. Чувствительность усилителя 100 мв. Усилитель имеет раздельные плавные регуляторы тембра, позволяющие изменять усиление усилителя на частоте 50 гц на ±20 дб и на частоте 10 кгц не менее чем на ± 12 дб.

В среднем положении регуляторов тембра частотная характеристика усилителя равномерна в полосе частот от 20 гц до 30 кгц. Усилитель выполнен на четырех пальчиковых лампах типа 6Ж1П (1 шт.), 6Н2П (1 шт.) и 6П14П (2 шт.).

Схема усилителя. Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 1. Напряжение сигнала через компенсированный регулятор громкости R1R2C1 поступает на сетку лампы первого каскада. Этот каскад выполнен на левом по схеме триоде лампы 6Н2П. Между первым и вторым каскадами включены широкодиапазонные регуляторы тембра. Регулировка тембра в области высших частот производится потенциометром R10, а в области низших частот - потенциометром R7.

Рис.1. Принципиальная схема усилителя на 15 Вт

Второй каскад выполнен на пентоде типа 6Ж1П. Применение пентода позволяет получить большой запас по усилению и поэтому охватить усилитель глубокой 60 отрицательной обратной связью. Напряжение сигнала с выхода второго каскада поступает на фазоинвертор, выполненный на триоде Л1б по схеме с разделенной нагрузкой. Оконечный каскад выполнен по двухтактной схеме на лампах типа 6П14П и работает в режиме АВ.

Последние три каскада усилителя охвачены глубокой отрицательной обратной связью. Напряжение обратной связи подается с обмотки II выходного трансформатора через цепочку R17C12 в цепь катода лампы Л2.

Питание усилителя может осуществляться от любого выпрямителя, обеспечивающего выпрямленное напряжение + 325 в при токе до 100 ма.

Детали. Выходной трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике из пластин типа Ш-25, толщина пакета пластин 30 мм. Первичная обмотка трансформатора содержит 2х1500 витков провода ПЭЛ 0,15. Вторичная обмотка (рассчитана на подключение нагрузки сопротивлением 16 ом) имеет 160 витков провода ПЭЛ 0,64.

Намотку трансформатора производят на каркасе со средней щечкой. Последовательность намотки секций обмоток трансформатора и схема соединения обмоток показаны на рис. 2. Вся первичная обмотка разделяется на шесть секций по 500 витков, вторичная обмотка разделяется на четыре секции по 40 витков. Сначала наматывают секции 1-8-2-7-3 трансформатора, затем каркас снимается с намоточного станка, переворачивается на 180° и наматывают секции 4-9-5-10-6.

Рис.2. Конструкция выходного трансформатора усилителя на 15 Вт
а - расположение обмоток; б - схема соединения обмоток

Все секции первичной обмотки соединяются последовательно, вторичная же обмотка состоит из двух последовательно включенных половин, каждая из которых в свою очередь состоит из двух параллельно включенных секций.

Снова конструкция уже известного по этой книге автора. Это мощный двухканальный УМЗЧ А. Баева (МРБ-1974). К многоканальным эту конструкцию отнести нельзя, потому что оба канала идентичны и могут использоваться одновременно в режиме ”двойное моно” (аналог ”стерео” для сигналов с большой стереобазой или ”квазистерео” для больших помещений или площадок) или ”квадро” при наличии двух комплектов усилителя.

Усилитель имеет следующие данные: максимальная мощность на канал 65 Вт, сопротивление нагрузки канала 14 Ом, полоса частот 20...40000 Гц при коэффициенте нелинейных искажений 0,6...0,8 %, чувствительность с микрофонного входа.5...0,6 мВ, со входа 3 - 20 мВ, с входа 4 0,8 В. Регулировка тембра раздельная на частотах 40 Гц и 15 кГц в пределах 15 дБ.

Принципиальная схема одного канала изображена на рис.36. Микрофонные усилители собраны на транзисторах Т1 - Т4. Для получения хорошего отношения сигнал/шум и высокого входного сопротивления их первые каскады собраны на полевых транзисторах. Каскады охвачены отрицательной обратной связью по току (через резисторы R3 и R13), благодаря чему они обладают высоким входным сопротивлением во всем диапазоне рабочих частот. Для снижения выходного сопротивления первых каскадов ток истока выбран достаточно большим - около 0,8 мА. Несмотря на это, уровень шума на их выходах очень мал, так как шумы полевых транзисторов не зависят от тока в канале.

Со стоков транзисторов Т1 и Т3 сигналы поступают через разделительные конденсаторы С2 и С6 на вторые каскады усилителей, собранные на транзисторах Т2 и Т4. Резисторы R4, R6, R14 и R16 являются элементами обратной связи, а резисторы R4 и R14, кроме того, служат для подбора и стабилизации режима работы транзисторов.

Переменные резисторы R7 и R17 служат для регулировки громкости сигналов, поступающих на микрофонные усилители.

Для устранения фона переменного тока накальные нити ламп Л1 и Л2 питаются постоянным током, подаваемым с выпрямителя, собранного на диодах Д17, Д18 (рис.37). С этой же целью в цепь накала лампы ЛЗ с делителя R55. R56 подается положительное (относительно катода) напряжение 50 В.

После фазоинверторного каскада (Л2) сигналы усиливаются каскадом на лампе ЛЗ. Сопротивления резистров в анодных цепях триодов этой лампы выбраны так, чтобы получить максимальное неискаженное напряжение на управляющих сетках выходных ламп.

Оконечный каскад усилителя мощности собран по двухтактной схеме на лампах Л4 и Л5. Смещение на управляющие сетки ламп оконечного каскада подается от отдельного выпрямителя, собранного на диоде Д19. Переменный резистор R59 служит для установки величины напряжения смещения на управляющих сетках - 58 В. При этом напряжении ток покоя каждой из выходных ламп составляет 40 мА. Переменный резистор R47 предназначен для выравнивания напряжений смещения на управляющих сетках, а резистор R52 - для установки напряжения на экранной сетке лампы Л5, равного напряжению на экранной сетке лампы Л4. Выключатель В3 предназначен для отключения накала выходных ламп в тех случаях, когда не требуется одновременная работа обоих усилительных каналов.

Для снижения нелинейных искажений и выравнивания частотной характеристики последние четыре каскада усилителя охвачены глубокой отрицательной обратной связью. Ее сигнал подается с вторичной обмотки выходного трансформатора Тр1 через резистор R53 в цепь катода левого триода лампы Л2. Конденсаторы С23 и С24 устраняют возможное самовозбуждение усилителя на ультразвуковых частотах (40-200 кГц).

Конструктивные данные выходного трансформатора Тр1 приведены в таблице и на рис.38. Он собран на магнитопроводе Ш24Х57, окно 24X60 мм. Данные сетевого трансформатора Тр2 указаны в таблице. Он выполнен на магнитопроводе Ш32Х42, окно 32Х Х80 мм. Дроссель Др1 содержит 900 витков провода ПЭВ-2 0,41, магнитопровод-Ш20Х20.