Простой бестрасформаторный лампово-транзисторный усилитель мощности 6Н23П + КТ825

Введение

На многих тысячах страниц воспета красота лампового звука, и для многих, кто вкусил эту необычайную музыкальность, и, не побоюсь этого слова, человечность, ламповое звуковоспроизведение стало пожизненной страстью, ибо становится очевидным, что лучшего в звуковоспроизведении нет и не будет. Но, как показывает суровая практика, далее наступают мучительные годы поисков совершенства, бессонные ночи и опухшие уши :).

Ведь правильный ламповый аппарат необычайно чувствителен к каждому компоненту и при подборе оных результат чаще всего абсолютно непредсказуем. На моей практике, к примеру, неоднократно случалось отказываться от общепризнанных дорогих разъемов в пользу совершенно безымянных китайских экземпляров, потому что именно этот китайско-марсианский сплав металлов именно в этой схеме давал наиболее волшебный результат! И особенная головная боль в истории с ламповыми усилителями с трансформаторным выходом возникает в процессе подбора акустики, ибо, как показывает опыт, то, что с одними колонками даёт воистину Божественный результат, с другими может дать самый отвратительный звук, который вы только слышали :). А подбирать колонки, меняя их как шнуры, согласитесь, не так-то просто. Но годы идут, и голова седеет, да и лень-матушку никто не отменял...

Вот именно на стыке таких полярных соображений и родилась эта схема, она предназначена для тех, кто желает побыстрее начать наслаждаться музыкой, максимально сократив время и мучения на этапе изготовления усилителя.

↑ Кто виноват и что делать?

Как известно, ключевым звеном усилителя мощности является выходной трансформатор, от него зависит 50, если не 70, процентов звучания аппарата. Изготовление высокохудожественного трансформатора сравнимо с изготовлением скрипки, и это отнюдь не преувеличение. Так что сделать достойный трансформатор в домашних условиях далеко не каждому под силу. К тому же, именно сложные и нелинейные амплитудно-частотные и резонансные процессы, возникающие во взаимодействии трансформатора с акустической системой, порождают капризность и сложность подбора пары усилитель-колонки.

Хотя, конечно, если такой подбор успешно удался, мы в итоге и получаем этот пресловутый замечательный звук. Попытаемся проанализировать ситуацию: на мой взгляд, ключевым моментом является тот факт, что трансформатор является, по сути, конвертором сопротивлений и позволяет высокоомному ламповому каскаду быть нагруженным на низкоомный динамик. Т.е. лампа как бы «чувствует» акустику, что и даёт во многом красивый звук.

Есть ли у нас возможность обойтись без трансформатора, сохранив при этом данный принцип? [/b]Оказывается есть! Это всем известный эммитерный повторитель. Он, как и трансформатор, является, по сути, конвертором сопротивлений и его входное сопротивление зависит оттого, что «делается» в эммитерной цепи. На базе эммитерного повторителя и была разработана схема рис. 1.

↑ Описание и параметры

В этой схеме реализован золотой принцип хайэнда - максимальная краткость и простота звукового тракта. Усилитель напряжения выполнен на триоде и формирует общий характер звучания схемы, далее следует усилитель тока на составном транзисторе, который в данном варианте включения вносит в звук минимально возможную окраску. При этом лампа-драйвер (половина двойного триода) напрямую нагружена через эммитерный переход на резистор R3 и нагрузку, исключено даже анодное сопротивление. Однотактный выходной каскад работает в режиме класса А (ток покоя 1,25 А, в виде тепла рассеивается 27 Вт).

Усилитель охвачен мягкой и неглубокой обратной связью за счёт падения напряжения на резисторе R2. В итоге мы получаем весьма благородное, свойственное ламповым усилителям, звучание при практически максимальной простоте и дешевизне изготовления. Звук этого несложного усилителя можно охарактеризовать как прозрачный, детальный, тёплый, с хорошо прорисованной панорамой и весьма динамичный. При этом, благодаря транзисторной «всеядности», практически исключаются сложности с подбором акустики. Это и побудило опубликовать схему.

Я надеюсь, что многие новички (и не только) в сфере лампового звука смогут благодаря ей получить красивое и благородное звучание при минимальных усилиях и затратах. Рассчитан усилитель на нагрузку 8 Ом, выходная мощность около 8 Вт на канал, в зависимости от характера музыкального произведения и того уровня гармоник, который на Ваше ухо ещё воспринимается, как художественный. Этой мощности оказывается вполне достаточно для домашнего звукового комплекса. Чувствительность -0,6 В, что отлично подходит к большинству современных источников сигнала.

Частотная характеристика весьма линейна для ламповых УМЗЧ и снизу ограничивается лишь ёмкостью С1, при указанном номинале мы получаем нижнюю граничную частоту около 5 Гц, что опять же выигрыш, по сравнению с трансформаторным выходом. Хочу пояснить: здесь и далее в отношении вроде бы строгих технических характеристик я часто буду говорить «примерно» и «около», это связано с тем, что на самом деле субъективное восприятие звука часто очень сильно отличается от того, что мы видим на приборах. И так как финальный пользователь данной конструкции – человек, а не осциллограф, то и измерять многие величины мы будем человеком, и настраивать схему под человека.

↑ Детали и конструкция

Данная схема обладает классической ламповой чувствительностью к компонентам! Поэтому к их подбору рекомендую отнестись серьёзно. Начнём с регулятора громкости. Как известно, это весьма критический и сложный узел, из-за плохого переменного резистора мы можем значительно потерять прозрачность и глубину звука! Если у вас нет возможности или желания использовать такие вещи, как ALPS или Riken Ohm, пусть это будет хотя бы тщательно отобранный и приведённый в порядок советский СПЗ максимальной мощности, не забудьте почистить скользящие металлические контакты, обеспечивающие соединение ползунка с выводом резистора! Главное - не ставить дешёвые современные импортные резисторы. Очень хороший вариант - сделать ступенчатый регулятор на основе советского многопозиционного переключателя с посеребренными контактами, благо их легко достать на радиорынках. Схема такого регулятора на рис.2.

При проектировании данного регулятора ставилась задача получить максимальное качество. И действительно, в цепи источник - сетка лампы всего один резистор и ни одного контакта, в цепи сетка - земля один резистор и один контакт. Правда, в итоге мы имеем изменяющееся от 17,3 до 29,5 кОм входное сопротивление усилителя, но для большинства современных источников сигнала это абсолютно приемлемо. Если необходимо получить большее входное сопротивление, например, для подключения к ламповому источнику, пропорционально увеличьте номиналы всех резисторов на требуемую величину.
Сдвоенный переключатель должен быть с перемыканием соседних контактов в момент коммутации (иначе при переключении на малых громкостях будут неприятные броски громкости), его, конечно, тоже необходимо тщательно почистить и привести в порядок (посеребренные контакты необходимо чистить ученической резинкой, ни в коем случае не используйте лезвие или надфиль!).
Постоянные резисторы двухваттные, вполне подойдут МЛТ. Не поленитесь для левого и правого канала регулятора отобрать резисторы максимально близких номиналов! Монтировать их нужно прямо на переключателе.
Регулятор громкости рекомендую делать сдвоенным: это гораздо удобнее в эксплуатации, а возможность регулировать баланс в современной качественной системе, как показывает практика, вещь ненужная. R3 -проволочный 20-ваттный, учтите, что он будет значительно нагреваться! R2 -двухваттный, можно составной (параллельно 1 Ом + 1 Ом МЛТ-2), любители «бархатности» звука могут попробовать угольные ВС.
Изменяя сопротивление R2 в пределах 0,2-1,2 Ома, мы будем получать различную глубину обратной связи и соответственно различный коэффициент усиления, и уровень гармоник. Уменьшая сопротивление, мы будем получать большую чувствительность и более «тёплый» и «жирный» звук, увеличивая - меньшую чувствительность и большую прозрачность.

Лампу Л1 рекомендую подыскать производства 60-70-х годов, при этом есть смысл послушать как простой, так и ЕВ вариант 6Н23П, они звучат по-разному. Любители особой прозрачности и лёгкости звучания могут попробовать ЕСС88 (цоколёвка та же), в частности старые Tesla или RFT с позолоченными «ножками» будут очень хороши. Лампу необходимо выбрать с низким внутренним сопротивлением, так, что бы на эммитере Т1 было напряжение 10-12,5 В.

Составные транзисторы Т1 могут быть с любой буквой, желательно отобранные по максимальному коэффициенту передачи. КТ825 советских времён дают, на мой взгляд, более прозрачный звук, современные - более бархатистый. Можете попробовать сделать составной транзистор самостоятельно. К примеру, интересное мягкое звучание дает пара КТ3107И + КТ816, а большую прозрачность даст КТ3107И + КТ818 (в этом случае нужно будет подобрать лампу с большим внутренним сопротивлением, в крайнем случае, добавить анодный резистор). Транзистор размещается на радиаторе площадью не менее 1000 см2. Лучше не использовать электрическое изолирование транзисторов от радиатора, а разместить их на раздельных радиаторах, изолированных друг от друга и от корпуса.

С1 и С2 желательно зашунтировать неполярными конденсаторами емкостью около 1 мкФ, из наших рекомендую попробовать МБГЧ, МБГП, МБМ, КБГ, звук будет разным и вы сможете подстроить его согласно личным пристрастиям. Особенно это резонно, если вы используете дешёвые импортные электролиты. Можете попробовать отечественные электролиты советских времен, в некоторых случаях они звучат весьма интересно.

Дроссель фильтра питания Др1 содержит не менее 300 витков провода 0,3 - 0,5 мм, намотанных на железе от сетевого трансформатора габаритной мощностью 10-20 Вт. Отличный вариант - сгоревший трансформатор от китайского магнитофона, намотанный до заполнения. Сопротивление дросселя постоянному току 1-2 Ома. При расчёте и изготовлении сетевого трансформатора учтите падение напряжения под нагрузкой, в итоге мы должны получить на верхнем контакте R3 напряжение около 22 В. «Ленивый» вариант - приобрести готовый трансформатор -10+10 В 3 А и питать накал лампы через гасящий резистор 11,3 Ом 2 Вт. Диодный мост на ток 10-20 А.

Настоятельно рекомендую сначала собрать усилитель в макетном варианте со всеми предполагаемыми деталями, разъемами, проводами и припоем и отстроить его, подобрав лампу по внутреннему сопротивлению. Только добившись подбором компонентов желаемого звучания, можно собрать его окончательно в корпусе.

Рекомендуемый окончательный монтаж следующий показан на рис.3. Детали размещаются, как на принципиальной схеме - по ходу сигнала с минимальной запутанностью. Монтаж навесной, максимально использующий выводы самих деталей, монтажный провод сечением 1-1,5 мм2, соединения минимальной длины. Провода накала следует скрутить вместе. Общие провода все сходятся в одной точке, расположенной рядом с С2, там же осуществляется заземление корпуса. Через корпус никакие токи течь не должны!

Лампу Л1 можно припаять, исключив потери качества в панельке и контактах, при анодном напряжении в 12 В менять Вам её придётся очень и очень не скоро :) . Хороший вариант - разместить входные разъемы на передней панели рядом с R1 и Л1, а вот сетевой выключатель наоборот отодвинуть подальше на заднюю панель.

Т1 и R3 должны иметь хорошую вентиляцию, т.к. в сумме на двух каналах будет выделяться в виде тепла около 60 Вт, хорошо их вынести наружу, например, на верхнюю панель, придав усилителю «винтажный» вид.

↑ Налаживание

Так как главная отладка произошла у нас на макете, то наладка готового усилителя сводится к контролю напряжения на эмиттерах Т1' и Т1" правого и левого каналов (мы должны получить требуемые 10-12,5 В). И контроль,чтобы усилитель не «гудел» и не возбуждался. Если усилитель «гудит», проверьте правильность развода земли, экранировку и изолируйте входные разъемы от корпуса. В случае самовозбуждения на высоких частотах включите сетки Л1 через фильтры-пробки, состоящие из 15 витков монтажного провода, намотанных на небольших ферритовых кольцах.

Сбалансировать каналы по коэффициенту усиления в случае ощутимого разброса между триодами лампы можно подбором резисторов R2, но рекомендую использовать естественный разброс между экземплярами, а не довешивать дополнительные резисторы.

Напоследок любителям «жирности» звучания рекомендую попробовать зашунтировать R2 конденсатором емкостью 4700 мкФ, исключив обратную связь. При этом в несколько раз возрастёт чувствительность усилителя и немного упадёт выходная мощность. Также скажу, что на основе этой схемы можно создать превосходный усилитель для наушников, сделав номинал R3 равным внутреннему сопротивлению оных и пересчитав соответствующим образом R2, а также все токи и мощности.

↑ Примечания

1. Попробуйте 6Н27П - лампу, специально разработанную для работы с низким анодным напряжением (до 30 В).
2. Составные транзисторы КТ825 попробуте заменить на 2SA1216, а первым транзистором применить либо полевой, скажем IRF9610, либо биполярный ВС640, 2SA1145 и подобные. При этом необходимо рассчитать (или подобрать) нагрузочный резистор для первого транзистора, чтобы обеспечить работу в оптимальных режимах обоих транзисторов. Применение первым маломощного полевого транзистора выгодно в том плане, что можно установить требуемый и оптимальный режим лампы подбором анодного сопротивления. Можно попробовать весь этот составной «компот» заменить на специальный звуковой полевой транзистор 2SK1058, также подобрав анодный резистор.

Успехов и отличного звука!
Автор: Владислав Креймер, г. Донецк

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации