Универсальный ламповый звукоусилительный комплект: фонокорректор, PP/SE, ORTO, схемы и чертежи

Здравствуйте, уважаемые читатели Датагор.ру!
Предлагаю вашему вниманию мою первую статью. Исполнение чертежей от руки согласовано с редакцией. Старался нарисовать четко. Вопросы и поправки, пожалуйста, в комментарии.

Наблюдаю, как поутих ажиотаж на тему «лампового звука». Кажется, обсуждено всё мыслимое и немыслимое, но я всё же решил поделиться своим проектом. Ведь «винил с лампой» это классика. А классика, как известно, из моды не выходит.

На категорию «HI-END» я не претендую. Целью данного проекта было создание системы для очень широкого диапазона использования — от вдумчивого домашнего прослушивания, до озвучивания вечеринок, при минимальных финансовых затратах. И, конечно, для неугомонных братьев-радиолюбителей, которые не останавливаются на достигнутом и бесконечно «апгрейдят» свою систему. В моём проекте есть где «разгуляться» в плане конфигураций, комплектующих и т.п.

Комплект состоит из моноблока стереофонического усилителя c фонокорректором и двух акустических систем «ORTO». Комплект универсальный по причине возможности эксплуатации в двух вариантах:
1. «PP» на ГУ-50 (режим АВ), драйверы 6Н8С.
2. «РР» на 6С33С (режим АВ), драйверы 6Э5П.
3. «SE» - держим в уме…
Реализован принцип «2 в 1» для широкого круга слушателей и экспериментаторов при минимальных затратах и максимальной простоте эксплуатации, без сложных для пользователя и «вредных» для звука коммутаций и настроек.

↑ 1. Внешний вид и дизайн

Грубовато, без «хайэндного гламура»? Но изготовить корпуса акустических систем и усилителя, особенно без навыка, задача не из лёгких, посему комплектующие (распилы) заказываем в ближайшем магазине типа «Дизайн-мебель», фурнитуру приобретаем там-же. Материал ЛДСП 16 мм (цвет на выбор).

А если немного дороже, то декоративные элементы можно заказать из ламинированного МДФ, с элементами отделки под ваш интерьер. Кстати, МДФ и для звука предпочтительнее.

↑ 2. Динамические головки для АС

Выбор пал на широкополосные динамики 100ГДШ-33-16 («бывшие» 4А32). Литые корпуса, 16 Ом, мощность 100 Вт, диапазон от 50 Гц до 17 кГц, чувствительность 97 дБ. Ну и натуральные материалы: бумага, ХБ.
Заказаны у производителя «НОЭМА», г. Новосибирск. Через три недели динамики доставлены Почтой России в целости и сохранности. Качество сборки не огорчило.

Для ВЧ-звена приобрёл в «Чип и Дип» (также почтой) китайские рупорные твитеры PT25B-1 от Senon Audio (8 Ом, 120 Вт RMS, чувствительность 96 дБ, диапазон от 3 кГц до 22 кГц). Качество похуже, но терпимо.

↑ 3. Акустическое оформление АС

Однозначно - «ORTO» (на ортогональных акустических потоках). Приемлемые размеры и вес, т. к. нет необходимости применять материал толще 16 мм. Конструкция геометрически жёсткая. При сборке не потребовалось применение угловых и усиливающих брусков, всё «свинчено» мебельными евро-шурупами с посадкой на силиконовый герметик.

Внутренние поверхности задемпфированы автомобильной «шумкой» в виде плотной «пенки» толщиной 5 мм на клейкой основе.

Для «виртуального» увеличения объёма, АС в зоне динамиков заполнены синтепоном в виде ленты, уложенной «змейкой». Немаловажно: конструкция обеспечивает минимальный риск повреждения динамиков при эксплуатации. Самостоятельный расчёт не производил, всё уже придумано, рассчитано и «обкатано».

Тестовое прослушивание колонок, пока без твитеров. Результат достойный, высокая отдача во всём диапазоне, детальность, прозрачность, бас тугой, без гула и бубнения.

Подключил твитеры через конденсатор 1 мкФ 160 В (К73-16). Отдача на ВЧ и СЧ возросли, но пострадала детальность, появилась «каша». Уменьшил ёмкость до 0,5 мкФ, чтобы подзвучить самый верх и всё пришло в норму. Хотя с одним динамиком «душевнее», но комплект универсальный и для клубного варианта без «пищалки» не обойтись. При желании можно установить выключатель ВЧ головки.

Акустически кабель обычный, с сечением жилы 6 мм². Терминалы для подключения не применял - лишние контакты и затраты.

↑ 4. Корпус моноблока усилителя

Моноблок выполнен в виде тумбы для радиоаппаратуры. Вверху полка для CD и винилового проигрывателя с фонокорректором. Ниже - ниша для модуля УМЗЧ. Далее закрытый бокс (подвал шасси), где размещены силовые и выходные трансформаторы, выпрямители и фильтры питания. На передней панели бокса - органы управления силовой части и контроля режимов. Ниже - полки для других источников сигнала, дисков и т.п.

↑ 5. Блок питания

Лампы ГУ-50 - «вегетарианцы», а вот «рогатые» 6С33С требуют «много мяса». Исходим из бюджета и строим БП на трансформаторах ТС-270 (ТСА-270) от старых ламповых телевизоров «700»-серии. Ещё можно найти такие у знакомых и родственников в сельской местности.

Для питания анодных цепей, смещения и накалов требуются два ТС-270 (ТСА-270). Соединения обмоток, конфигурация выпрямителей и фильтров показаны на схемах и особенностей не имеют.

С накалом 6С33С есть проблема. Я применил ТН-61 (был в наличии). За неимением, перематываем ещё один ТС-270. Разбирается он легко (это не «Ш»). Удаляем (можно «грубо и варварски») все обмотки, кроме «сетевых» и мотаем (вручную, без станка) накальные: четыре раза по 6,3 В - четырежды по 18 витков, по две обмотки на каждую катушку, проводом не менее 1,5 мм.

При обратной сборке не забудьте помазать торцы сердечника ферромагнитной пастой.

В итоге имеем анодные: 520 В с током 0,4 А (ограничено применённым дросселем), 260 В с током 0,7 А (ограничено запараллеленными выпрямителями с двух обмоток по 0,36 А).
Напряжение смещения -140 В. И накалы «на любой вкус».

«По идеологии» и с точки зрения надёжности, полупроводники в схеме не применял (кроме выпрямительных мостов).

↑ 6. Выходные трансформаторы. «Больная» тема!

Эти девайсы, как правило, тормозят всё дело ввиду сложности самостоятельного изготовления или высокой стоимости приобретения. Мой вариант «дёшев, сердит», а главное – звучит! Это ТС-270 («медный») с минимальной переделкой.

Разбираем трансформатор, удаляем лишние обмотки, оставляем на каждой катушке: 127 В, 124 В, 71 В, 71 В. Затем проводом 1,2 - 1,5 мм доматываем по 70 витков на каждую катушку (половина выходной обмотки) и поверх по 500 витков проводом 0,3 - 0,4 мм (половина добавочной - анодной обмотки для ГУ-50).

Собираем трансформатор с применением ферромагнитной пасты в зазоре и соединяем обмотки согласно схеме.

В итоге имеем универсальный выходной трансформатор!
1. РР на ГУ-50 – 8 кОм/16 Ом.
2. РР на 6С33С -1,2 кОм/16 Ом.
3. Небольшое секционирование обмоток (для ГУ-50).
4. Надёжность - номинальные токи обмоток значительно выше эксплуатационных.

Упрощённый расчёт трансформатора производился для двухтактной схемы по методике, изложенной на сайте «Лампочка Ильича». Была попытка применить ТС-270 с минимальной перемоткой («домотка» выходной обмотки), исходя из публикации С. Комарова «Ламповые УНЧ на трансформаторах ТАН», но для ГУ-50 реально не хватило индуктивности первички.

На первых порах можно обойтись минимальной «домоткой»: оставляем обмотки с выводами № 7 и № 17 (245 витков ПЭВ-0,2) и 7-е выводы соединяем с 16-ми, а 17-е выводы на аноды ГУ50 и вручную наматываем выходную обмотку. Недостатки: индуктивности для ГУ-50 маловато и номинальный ток 70 мА на пределе.

↑ 7. Модуль УМЗЧ

Как видите, ничего нового. Схемотехника классическая, отработанная. За основу взяты схемы Манакова (6С33С, 6Э5П), Баева (ГУ-50), «пушпульный» усилитель Уильямсона и т.п. Спасибо «мэтрам» лампового звука и себе тоже - за оптимизацию и ещё какую-нибудь «изацию».

Главная особенность, ради чего всё и затевалось, это возможность работы схемы в двух вариантах. Причём переход из одного варианта в другой не требует специальных навыков, сложных коммутаций и настроек, производится оперативно и даже приятно - лишний раз подержать в руках «33» или «50», показать собеседнику, точнее «сослушнику».

Достаточно установить на плате УМЗЧ нужную конфигурацию ламп, включить накал, прогреть, подать анодное напряжение соответственно установленным лампам, триммерами выставить по прибору необходимые токи покоя ламп. Затем - подать сигнал, отрегулировать громкость, глубину ООС и в очередной раз наслаждаться или искать изъяны…

Предварительный и фазоинверсный каскады на очень «музыкальной» лампе 6Н8С, далее два варианта драйверных каскадов: 6Н8С и 6Э5П, и в заключении - выходные каскады на ГУ-50 и 6С33С.

Режимы работы выходных каскадов (до ощутимых ухом искажений):
1. РР на ГУ-50, -Ia = 50 мА, Рвых. = 70 Вт на 16 Ом.
2. PP на 6С33С, -Iа = 100 мА, Pвых. = 80 Вт на 16 Ом.
«Видимое осциллографом» ограничение сигнала наступает при выходном напряжении ок. 40 В, а это 100 Вт мощности на 16 Омах!

Оперативные органы управления: громкость, переключатель входов, глубина ООС, триммеры токов покоя ламп расположены на плате УМЗЧ в непосредственной доступности.
Переключатель анодного напряжения с задней стороны, в непосредственной близости от фильтров питания и выходных трансформаторов.
Переключатель входов галетного типа коммутирует три источника: два плеера CD и проигрыватель винила.
Для исключения земляных петель, экраны сигнальных кабелей тоже коммутируются.

Проигрыватели компакт дисков дополнительно подключены к ресиверу оптическими кабелями, а «винил» к аналоговому входу. На ресивере выбираю источник и к «ламповому стерео» получаю дополнительные опции: «подработка» сабвуфера плюс центр и тылы в разных режимах.


Плата модуля изготовлена из фольгированного стеклотекстолита 3 мм. Фольга выполняет только роль экрана с заземлением в точке подключения входных кабелей. Монтаж «воздушный», навесной, произведён с соблюдением всех правил и руководствуясь исключительно законами физики, радио и электротехники.

Под платой УМЗЧ установлен пермаллоевый экран, исключающий магнитные наводки от трансформаторов. Корпуса силовых и выходных трансформаторов соединены «звездой» с центром на «накальнике» и заземлены в районе входных цепей УМЗЧ.
Проводники от БП к модулю УМЗЧ медные, многожильные, расположены по дальней стороне и центральной части платы. Это удобно для настройки и апгрейда - откидываешь плату и «вперёд».

Плата установлена на втулках высотой приблизительно 10 мм для обеспечения конвекции воздуха из подвала шасси.

↑ 8. Фонокорректор

Фонокорректор собран по схеме Манакова на лампе 6Ф12П и прекрасно работает.

Уже в конце процесса реализации проекта появилась мысль сделать корректор тоже «универсальным». К корпусу готового корректора были припаяны «уши» в виде двух коробочек из стеклотекстолита, где смонтированы два канала (снова Манаков) на октальных лампах 6Н9С и 6Н8С с общими для обеих схем сигнальными и питающими цепями. Вся коммутация при выборе варианта заключается в смене ламп.

Ламповый фонокорректор собран в корпусе, спаянном из фольгированного стеклотекстолита. Сигнальные и питающие проводники распаяны внутри корректора. Для защиты от электромагнитных наводок, корректор помещён в стальной корпус.

↑ 9. Выбор радиодеталей и комплектующих

Применены комплектующие, в основном, советского «военного» производства: октальные лампы, полипропиленовые конденсаторы в сигнальных цепях и т.д. Исключение составляют электролитические конденсаторы в питании, некоторые коммутационные элементы, часть резисторов.

Выбор делался исходя из возможностей и объективных технических характеристик, без измышлений «истинного хайэндщика» по поводу «сетевого шнура с золотыми жилами и иридиевой вилкой» и т.п.

Конструкция даёт неограниченные возможности апгрейда и экспериментирования в части комплектующих, но это по желанию и «карману».

Важные замечания по выбору деталей:
1. Ламповые панели – керамика.
2. Лампы желательно с военной приёмкой (75-85 годов).
3. Конденсаторы сигнальных цепей: К73-16, К73-15, К71-7.
4. Шунтирующие конденсаторы: К73-17, МБМ в низковольтных шунтирующих цепях.
5. Резисторы ОМЛТ и т.п.
6. Общий провод - медная посеребрённая шина 6 мм кв.
7. Сигнальные, питающие и др. цепи на плате УМЗЧ - медный одножильный провод.
8. Мощные резисторы: ПЭВ, ОПЭВ, ПЭВР - с регулируемым отводом для контрольной цепи;
9. Электролиты - Epcos, Rubycon, Jamicon и т.п.
10. Галетники отечественные – керамика.
11. Выключатели, разъёмы RCA и клеммы акустики – бюджетные, а лучше - посеребрённые отечественные. Старайтесь не применять китайские «золотые» RCA разъёмы, они «сделаны из неизвестного нам полупроводника».

↑ 10. Настройка

Монтаж закончен. Тщательно проверяем правильность монтажа, это делать лучше на следующий день после окончания сборки, чтобы в голове произошла «дефрагментация» накопленной информации.

Резисторы ПЭВР в катодах выходных ламп лучше настроить под измерительный прибор заранее, до установки в схему. Методика простейшая. Регуляторы громкости и ООС – в крайние левые положения, триммеры токов покоя ламп на максимальное, отрицательное смещение.
Устанавливаем конфигурацию ламп, резистор (16 Ом 100 Вт) и осциллограф в нагрузку, генератор на вход, откидываем плату УМЗЧ, включаем накал. Не дымит, не пахнет - уже хорошо.

Минут через 15 включаем анодное. Проверяем режимы ламп предварительных и драйверных каскадов, при отклонении более 30% придётся «повозиться», но если номиналы комплектующих выдержаны, то настройка не потребуется.

Плату в штатное положение. По прибору триммерами устанавливаем токи покоя ламп, если пошёл сильный «возбуд», меняем местами концы выходной обмотки звукового трансформатора.

Оцениваем форму и уровень сигнала в «обозримом» диапазоне, проверяем отсутствие «возбудов» при разных положениях регуляторов усиления и ООС.

Подключаем АС, источник сигнала и слушаем!

↑ 11. Теперь о главном. Звук

«Заставил жену послушать - понравилось…, но на её взгляд великоват уровень четвёртой гармоники и немного напрягает пентодное звучание драйверов».

Ну, а если серьёзно? Комплект звучит достойно во всех вариантах, жанрах музыки и условиях прослушивания. Басы ошеломляющие, верх «хрустальный», середина не выпирает (и это без какой либо коррекции АЧХ), динамика для лампы неожиданная.
С лампами ГУ-50 звук более «мягкий», с 6С33С «порезче».

Не критерий, конечно, но бюджетный ресивер «Pioneer» (100 Вт на 6 Ом, КНИ 0,06%) по открытости, глубине и детализации звука рядом не стоял с предложенным комплектом.

↑ 12. Технические характеристики

Характеристики, как и схемные решения, особенностей не имеют, известны и типичны. Тем более в разных вариантах и глубине ООС, имеют разные значения. Посему, производить замеры и выкладывать «красивые» спектрограммы не вижу смысла. В будущем, при желании, «на десерт», можно этим заняться, но уверен, что «эпохальных» открытий, как и глубоких разочарований, не будет.

↑ 13. Недостатки

Большой вес моноблока. Зато проигрыватель винила «как вкопанный». Большое потребление энергии и тепловыделение.

↑ 14. Трудности при реализации

Нехватка времени, ожидание посылок с комплектующими - вот основные «моральные» трудности.

По технике главная проблемы - борьба с электромеханическим фоном от силовых и выходных трансформаторов. Силовые гудят в принципе, но если ранее не разбирались, да подтянуть гайки стяжек, то терпимо. С выходными трансформаторами сложнее. После разборки и перемотки они выразили своё недовольство «злобным пением». Ситуация улучшилась после стяжки сердечника с применением ферромагнитной пасты и фиксации катушек на сердечнике с помощью деревянных клиньев.

После монтажа трансформаторов в моноблок, впал в панику: гудение заметно прослушивалось, корпус играл роль акустического резонатора. От крепления к полке винтами отказался, установив все трансформаторы на «подушки» из пористой резины толщиной 5 мм с фиксацией плоскими резиновыми жгутами. Проблема гудения решена!

Немало хлопот доставили магнитные наводки от силовых трансформаторов. Установка пермаллоевого или стального экрана между силовой частью и УМЗЧ необходима, а в идеале лучше установить «силовики» на самой нижней полке моноблока.

↑ 15. Положительные моменты

Окончание работ - главный положительный момент. Хотя, как сказать: была мечта, а теперь нет.

Оглядываясь на проделанную работу, обнаруживаю, что комплект реализован практически «на коленках», без применения специального оборудования, инструмента, приборов, тяжёлых и грязных слесарных и пыльных столярных работ. На станке были профрезерованы только отверстия под ламповые панели на платах УМЗЧ и корректора. Всё остальное - дрелью, лобзиком, паяльником и т.п.

Настройка свелась к проверке режимов ламп мультиметром. Осциллограф и генератор понадобились при оценке формы сигнала, АЧХ и выходной мощности.

↑ 16. На будущее

Кроме изготовления более качественных выходных трансформаторов ничего не планирую.
«Кондёры» по 100 долларов за штуку считаю излишеством, если не извращением.

Имеется возможность реализовать варианты SE, но нужно изготовить выходные трансформаторы с немагнитным зазором (естественно, со значительно увеличенным количеством витков обмоток). Я лично, после прослушивания «двухтактов», посчитал это лишним. Ради того «чтоб было» есть риск испортить то, что есть. Конечно, я попробовал SE на половину обмотки двухтактного транса, без зазора, на небольших токах покоя – «не поёт».
Для неугомонных это тема для апгрейда, а я ставил целью доступность при минимуме трудозатрат. К тому же, при домашнем прослушивании, токи покоя устанавливаю завышенные (60 мА на ГУ-50 и 150 мА на 6С33С) и выходные лампы работают практически в классе «А».

↑ 17. Итого

На самом деле, ничего особенного в данном проекте нет. Чай, не адронный коллайдер. Это скорее реанимация идей прошлого века, выполненная его представителем. Универсальность, повторяемость и простота относительные, но два варианта «лампового звука», при неплохом звучании, имеют место.

Если, эта публикация поможет кому-то, особенно молодёжи, при минимальных затратах воплотить «в металл» свой проект, буду рад.
Спасибо за внимание!

↑ P.S. SE по Манакову

Естественно, умиротворение не наступило. Глодала мысль о «ВЕЛИКОМ» SE.
И вот, пара реле РЭС-47, пара двойных тумблеров, две пары клемм акустики. И, главное, намотал два «выходника» на железе ОСМ1-0,4 для 6С33С (1,2 кОм/16 Ом). Первичка 1120 витков проводом 0,5 мм, три секции. Вторичка 200 витков 1,2 мм, две секции. Немагнитный зазор 0,35 мм.

Немного слесарно-монтажных работ, и в результате однотактный «SE по Манакову»!

Дополнительно исключил оперативные регуляторы ООС, т.к. они оказались без надобности, резистор ООС 100 кОм «чисто символически»; КЦ в анодных выпрямителях заменил мостами на диодах Шоттки; накал первой лампы 6Н8С «подпёр» сотней Вольт вместо 50-ти.

Переход на этот вариант немного хлопотный, но звук того стоит.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации