6Э5П, 6Н8С + 6Н13С. Два ламповых усилителя для высокоомных наушников с импульсным источником питания

Частенько нам не достает времени слушать музыку на тех устройствах, которые мы создаем. А когда есть время, то нет возможности (семья спит или смотрит телик).
Остается только взять наушники и улететь в грёзы под любимый саунд. Ну, а летать — так летать! Я люблю это делать с ламповым хэдампом для высокоомных наушников.

↑ Началось все с наушников

«А не спеть ли мне песню?!» Нет, не в этот раз. В этот раз я расскажу, как пытался сделать так, чтобы те, кто поёт для нас песни, смогли в полной мере донести эти песни до наших ушей.

Началось все с того, что я попробовал послушать в одном из сетевых магазинов электроники наушники Sennheiser HD600. Впечатление было просто сбивающим с ног. Я уж не знаю, к чему это там было все подключено, но звук был великолепным, если сравнивать с остальными наушниками, вывешенными на том же стенде. Но высокая цена не позволила мне купить их сразу.

И задумалось мне купить их в Москве, через интернет-магазин. В Москве живет любимый брат, и мы договорились, что он купит их с доставкой ему на работу (что вышло на треть дешевле цены в сетевом магазине), а я приеду и заберу их. Все получилось, но нас подстерегла засада — брату так понравилось их звучание, что он тоже захотел себе взять такие же. Решено было не брать одинаковые, и вторыми купили Beyerdynamic DT 770 PRO. По итогам прослушивания Сенхи достались брату, Баеры — мне. Заодно купили брату простенький ЦАП.
Итак, имея 2 пары высокоомных высококлассных наушников, я задумался над ламповым хэдампом. Вернее над двумя. Посмотрел было в сторону продукции Laconic Lab, но неужто я сам не соберу что-либо подобное? Тем более, что опыт построения ИБП для ламповых усилителей есть.

↑ Нулевой цикл

Нулевым вариантом был усилитель на 6н8с+6н13с с традиционным построением схемы БП на знаменитой TL494. Микросхема старая, понятная и удачная. Усилитель был успешно изготовлен, инсталлирован в переделанный корпус от компьютерного БП и отвезен брату. Прожил он счастливо, но недолго — из-за обледенения проводов в прошедшую зиму в розетке появилось не 220 Вольт, а поболе. Итог печален — усилитель поехал ко мне на ремонт.

Да, хороша TL494 — стабилизация, защита, стоит не дорого. Но в бочке был мед пополам с дегтем — не может она работать с мосфетами (может, но требует внешний драйвер). А посему радиатор для полумоста должен быть не маленьким, да и согласующий трансформатор нужен, большая (относительно) обвязка...

↑ Правильное питание - залог здоровья!

Задумался я. К этому времени у меня был опыт конструирования не стабилизированного БП на IR2153 (двуполярное питание для усилителя на TDA7294). "ИРКа" (IR2153) славится простотой, неприхотливостью, простым питанием и встроенным драйвером мосфетов. Но бочка и здесь не полна сладкого — никакой защиты, никакой стабилизации. Что подтверждается кучкой спаленных микросхем у каждого, кто с ними имел дело. Собственно говоря, именно из-за этого эта микросхема и заслужила себе дурную славу. Не имею целью развенчивать это мнение, просто я думаю по другому, вот и все.

А собственно говоря, зачем нам стабилизация? Давайте вспомним, как делали ламповые схемы наши отцы и деды. Там что, накал был стабилизированным? Нет, и ведь все работало. И до сих пор делают усилки на ТАНах, используя переменку 6,3 Вольта для накала. А всегда ли там 6,3? Да не всегда, а зависит это только от напряжения в сети и нагрузки на накал. Так что если правильно намотать силовой трансформатор и получить при номинальном 220 Вольт сети 6,3 на выходе выпрямителя — всё, задача решена. Ну будет гулять немного, так лампы-то в расчете на это и создавались.

Защита же по току реализуется просто — токовый трансформатор, пара транзисторов и столько же резисторов и конденсаторов. В предыдущие 3 абзаца вошли несколько месяцев раздумий, обильная переписка с AlexD (Леша, ты могуч, нижайший поклон!), кучка спаленных IR2153 и IRF740 и несколько тестовых плат.

Вот схема-идея:

Оговорюсь сразу, что хотя она у меня и работает на одном из усилителей, именно в таком виде повторять не рекомендую: тут нет никакой защиты. Малейший коротыш в нагрузке и можете сразу смело менять драйвер и транзисторы.

Отдельно остановлюсь на выпрямительных диодах анодного напряжения. Ни в коем случае не ставьте обычные выпрямительные диоды! Только ультрафасты. Это аксиома для этой схемы. Пренебрежение стоило мне комплекта мосфетов. Причина проста — большой обратный ток во время восстановления при закрытии диода. При выпрямлении 50Гц это особого значения не имеет. Но мы же выпрямляем 60-70 кГц! Мало того, что обратный ток перегревает снаббер первички силового транса, диоды сами от него греются неслабо. И после пробоя одного из них благополучно выносит напрочь весь полумост...

В остальном схема не требует комментариев, все обговорено много раз на многих ресурсах. Могу только пару замечаний от себя. Не экономьте на конденсаторе С26, это питание верхнего плеча драйвера. В даташите он поменьше, а я ставлю всегда около 10 мкф. D4 не обязательно ультрафаст. P1R3C8 определяют частоту генерации меандра, которая равна 1 / (1.4 * (R3+P1+75) * C8). Впрочем, в сети есть несколько онлайн-калькуляторов для этой микросхемы. Так вот, частота для этого количества витков силового трансформатора должна быть 60-70 кГц.

Я не ставлю подстроечник, просто считаю на 65 кГц примерно, и все. Причина — мало места на плате. Силовой трансформатор от компьютерного БП, мотается так: 19 витков проводом 0,6 мм — первая половина первички, затем косой из 2 проводов в 0,6 мм накал 2 по 2, затем около 40-45 витков тонким проводом (0,12 мм) анодное, затем оставшаяся половина первички 19 витков. Анодное подбирается экспериментально, начинать лучше с небольшого (30) количества витков.

↑ Ну и чтобы усилитель ел, но не переел

А теперь полная схема, с токовым трансформатором:

Относительно токовой защиты: придется подбирать номинал R9 и R10. Все зависит от материала кольца и провода. Мне пришлось поставить R10 4,7 кОм и вообще убрать R9. Я это очень долго выяснял, т. к. на всех подобных схемах нагрузочный резистор имеет номинал 10-15 Ом, да и вообще в принципах токового трансформатора написано что он должен быть нагружен на «малоомную нагрузку».

Но если у вас будет такой же тонкий провод, как у меня, то 10 Ом просто посадит напряжение вторички, и всё. Само кольцо (токовый трансформатор): на феррите не хуже 1500-2000, вторичка 80-100 витков любого провода, который влезет, мотается в 2 провода, потом конец первого соединяется с началом второго. Первичка — просто толстый (0,8 мм достаточно) П-образный кусок провода, пропущенный в кольцо.

Для настройки я бы не рекомендовал замыкать накал на массу. Нагрузите его последовательно на мощные резисторы в 300, 100, 30, 10 Ом и посмотрите, какое напряжение будет на нагрузочном резисторе. Имейте в виду — нагрузка в накале будет не слабая! В рабочем режиме около 3 А, но холодные нити накала имеют в разы меньшее сопротивление. Так что 0,2-0,5 Ом — это примерно то, что вас ожидает при старте в накале...

Теперь пора подумать о душе о самих усилителях!

↑ Усилитель № 1: четверка борзых тетродов 6Э5П

Замечательные лампы. Схема включения: SRPP, параллельно управляемый двухламповый усилитель. Вся информация по схеме в гугле. Настройка сводится к одному — на выходе до разделительных конденсаторов должно быть половина анодного напряжения. При новых одинаковых лампах и соблюдении номиналов схемы это делается автоматически.

Лампы 6Э5П и 6Э5П-И различаются размерами и паспортом. Pmax анода 3 Ватта у 6Э5П-И против 8 Ватт у 6Э5П. Однако для ушника это не критично, а по звуку отличий не найдено. В итоге поставил 6Э5П-И, т.к. они оказались доступными в достаточном количестве.

Выглядит достойно и круто:

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

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...

↑ Конструкция

Все исполнено на одинаковых по размеру печатных платах и собрано стойками по 50 мм длиной в бутерброды: снизу БП, сверху плата усилителя. Делал специально по модульному принципу, чтобы можно было блоки питания менять от одного девайса к другому. Питание 3 проводами снизу вверх через клеммы.

Вход и регулировка громкости спереди, выход сзади. Ох, наслушался я от датагорца Алексея (AlexD) о размещении входов и выходов... Согласен, надо наоборот. Но зато по печатной плате не гоню дорожки с сигналом вперед-назад над импульсником. К разъемам на корпусе (ха-ха, если будут корпуса) приведу хорошим экранированным проводом.

Детали в общем не критичны, кроме того, о чем уже упомянул. Радиаторы от комповых БП, 2 из 4 пришлось подрезать не только по длине, но и по высоте. Греются не сильно, IR термометр показывает максимум 60 градусов. Балласт катодного повторителя греется сильнее, 110-120 градусов, будьте осторожны.
Блок питания имеет достаточно большой запас по мощности, им вполне можно питать небольшой ламповый усилитель типа Покемона.

При увеличении отбора мощности рекомендуется организовать самопитание IR2153 отдельной дополнительной обмоткой, сборкой Шоттки, дросселем и конденсатором. Решения такие в интернете на каждом шагу.

↑ Целься! Пли!

«И для чего же это всё ты затевал?» - спросит терпеливый читатель, дочитавший до этого предложения. Была мысль устроить «Битву ушных усей», собрать ещё усь по схеме каскодного повторителя на 6Н23П+2*6Н24П (схема одного из Лакоников), а также какой-нибудь полупроводниковый. И устроить слепое прослушивание на тестовых дисках Но, если честно — надоело. Поэтому воспользовался музыкальным слухом жены, мнениями сына и приятеля, ну и себя не забыл. Тестировалось примерно так:

Мнение единодушно - триодный нравится больше.

↑ Ланцетом по Хрусталю

Тетродный вроде как точнее, линейнее. У него звук плотнее, идет одной волной. Низы упругие, середка не акцентирована, верха сдержанны.

Триодный дает много воздуха, звук панорамируется, инструменты сразу выделяются. Низ рассыпчатый, средние выпуклые, верх прозрачен. Звук объемнее.
Вот не думал никогда что буду писать такие слова, думал что все это хреновина полная, ибо форумов про «теплый ламповый звук» прочел немеряно. Мало того, слушая отдельно с большими промежутками времени между переключениями все вышесказанное уловить очень сложно.

И тетродный прекрасен, нет слов. Но переключаясь все время, сначала разницу улавливаешь смутно, а через 5-10 минут уже даже по звуку можно определить какой усь играет.

Каюсь, композиции были непростые - гитарные переборы Блэкмора, ранние инструменталки Парсонза, новоорлеанский джаз (рояль, саксофон, тромбон, контрабас, все настоящие), тестовые музыкальные диски из серии Focal Jmlab Tools.

На хаусе и электронике современной усилки практически не отличаются, но прослушал всего пару фрагментов.
Разительно отличаются mp3 от несжатого. Настолько разительно, что слушать фарш просто невозможно.

По итогам прослушки для себя обозвал тетродный усилитель «Ланцет» (за точность), триодный «Хрусталь». Голова не устает от длительного прослушивания любого усилителя, но думаю тут еще и наушники имеют значение.
Ах, забыл сказать про фон. Его просто нет и всё.
Источник комп+внешний ЦАП Беринжер 202. Наш Голдсмит будет получше, но он у меня плотно привязан к колонкам в другой комнате. Чуть позже попробую с ним обязательно.

Корпуса... Больной вопрос любого самодельщика. Есть несколько мыслей, но пока не оформлены в стратегическую линию.

↑ Тем кто захочет повторить

В устройстве имеются высокое напряжение и высокая температура! Делайте все очень осторожно и вдумчиво! Тыкать осциллографон в среднюю точку мосфетов на БП можно только в одном случае - если у вас есть ящик IRF740-х и вам больше нечем себя занять! После выключения достаточно долгое время на конденсаторах сохраняется высокое напряжение! Паять только после отключения от сети и разрядки емкостей!
Уф... Надеюсь достаточно запугал.

↑ Спасибы:

Брату: Лёша, я тебя очень люблю! Спасибо за поддержку всех моих проектов. И выбирай какой будет твой
Алексею AlexD: Лёша, без твоей помощи не вышло бы ничего приличного из-под моего паяльника! Спасибо много раз.

↑ Файлы:

• Платы и схемы: 🎁tube_phones_2153.zip  88.18 Kb ⇣ 335
• Паспорта ламп 6Э5П и 6Э5П-И.

Критика и похвала принимаются в комментарии.
Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации