Ламповый усилитель на унифицированных трансформаторах ТН

Не секрет, что серьезной проблемой при конструировании ламповых усилителей становится изготовление выходного трансформатора. А готовые трансформаторы стоят дорого. Описываемый усилитель позволяет достичь неплохих результатов при использовании в выходном каскаде недорогих накальных трансформаторов ТН.



Усилитель составлен из частей двух усилителей, предложенных С. Комаровым в журнале «Радио» за 2006 г., № 1—5. Из опубликованного в № 1 взяты входные каскады, из № 5 — выходной. Изменен блок питания из-за применения трансформатора ТС-180. Итак, перехожу к схеме.

Первый каскад на триоде 6Ф1П обычный резистивный, местная обратная связь создается резистором R2. Анодный ток около 10 мА, коэффициент усиления 7. Второй каскад, фазоинвертор, выполнен дифференциальным усилителем на двух половинках 6Н23П. В цепи катодов работает источник тока на пентодной части 6Ф1П. Такое построение каскада дает возможность получить фазоинвертор с усилением, но требует относительно высокого напряжения питания. Коэффициент усиления этого каскада равен 14. Матрица резисторов R10-R17 предназначена для симметрирования режимов выходных ламп. Смещение на них получается смешанное. Часть за счет специального источника питания (-40 В), часть — за счет падения напряжения на резисторах R19, R20.

Собственно подстройка осуществляется резистором R12. Возможно, не помешал бы еще подстроечник для регулировки напряжения смещения. Я подбирал его, доматывая обмотку. Конечно, способ неоптимальный. Ток ламп я выбрал 50 мА, половину от их максимально допустимого. Контролировал его по напряжению на резисторах R19, R20, должно быть 0,3 В.

Вот и добрались до «изюминки», до способа включения трансформаторов в выходном каскаде. Половинки первичных обмоток соединены перекрестно. При этом в каждой полуобмотке изменение тока идет в разных направлениях, что уменьшает намагниченность сердечника и снимает искажения, связанные с его насыщением. Также, поскольку полуобмотки, входящие в цепь одной лампы разнесены на разные трансформаторы, снижаются индуктивность рассеяния и паразитная емкость первичных обмоток, что значительно повышает верхнюю граничную частоту каскада.

Блок питания выполнен по стандартной схеме. Трансформатор ТС-180 пришлось доработать. На одной катушке были смотаны накальные обмотки и на их место: намотана обмотка на переменное напряжение 28 В для смещения; увеличена обмотка 5—6 до переменного напряжения 130 В. Если использовать трансформатор ТАН, то необходимые напряжения можно получить и без переделки.

Конструкция видна на фотографиях. Она «сырая», даже спорить не буду. Оправданием может служить то, что это мой первый после 1984 г. усилитель.



Электролиты стоят советские. С левой стороны тумблер для подключения резисторов, разряжающих конденсаторы. Поставить релюшку уже не хватило сил. На фото изнутри видно, что усилитель включался с подключенными резисторами. Внезапно появляющийся при этом дым вносил некоторое оживление среди слушателей.

Но в конструкции все же соблюдены следующие требования:
1. Сердечники силового трансформатора и дросселя перпендикулярны сердечникам выходных трансформаторов.
2. Входные гнезда находятся в непосредственной близости от лампы входного каскада.
3. «Земляные» провода спаяны в две точки, но лучше было бы в одну.

После того, как я закончил усилитель, послушал его, подав сигнал от старого катушечника (ничего другого под руками не было). Очень удивился, потому что усилитель заработал практически без настроек, напряжение смещения я увеличивал, но еще на этапе проверки режимов по постоянному току. На свой нетренированный слух я не заметил каких-то искажений. После этого бедолага простоял с полмесяца, пока я не добыл генератор.

Нагрузив усилитель на активное сопротивление, я снял АЧХ для трех положений регулятора громкости. Вот что получилось.



Измерителя нелинейных искажений пока не привез. По осциллографу видно, что синусоида начинает искажаться в первой колонке ниже 60 Гц и выше 4000 Гц; во второй — ниже 20 Гц и выше 16000 Гц. Увидев, что характеристики усилителя довольно неплохие, я устроил сравнительное прослушивание: самоделка против центра Hitachi HTC C — 15W (По виду, аналогично советскому второму классу. Сделан в 90-х, явно не Китай). Экспертом посадил сына, он ходит в музыкалку, слух должен быть тренирован. Тут же и жена подтянулась на суету. Послушали. Общими усилиями слуховые ощущения выразили так: «Ламповый усилитель дает более отчетливое звучание. Инструменты различимы. Звуки слышны детально. В центре все звуки как- то смешаны и сглажены». Сын продолжил слушать свою музыку на ламповом. В результате заявил, что надо делать второй, чтобы слушать стерео.

Для тех, кто захочет повторить. Во-первых, в названии трансформатора должно быть указано напряжение первичной как 127/220, а не просто 220. Я сам на этом деле попался. Если трансформатор рассчитан только на 220 В, у него нет деления первичной обмотки на две. Во-вторых, С. Комаров предлагает вместо расчетов таблицы, где связаны выходная мощность, приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки и напряжение на выходе. Имеется два варианта соединения вторичных обмоток: последовательное для более высокоомной нагрузки и параллельное. При последовательном половинки могут быть немного несимметричны. Получаемые при обоих вариантах напряжения вторичных обмоток сведены в таблицу 2







Лампы эти рекомендованы для использования в усилителях с применением ТН, поскольку они могут отдать значительную мощность при небольшом напряжении питания выходного каскада за счет значительного тока катода. Повышать напряжение питания нежелательно, так как трансформаторы ТН на это не рассчитаны.

Последовательность действий с таблицами такова. По табл. 5 определяется Raa для имеющихся ламп. В зависимости от сопротивления акустических систем выбирается способ подключения вторичных обмоток: последовательный или параллельный. Зная Raa, по таблицам 4 или 3 находится выходное напряжение. По таблице 2 определяется, сколько и каких вторичных обмоток надо задействовать.

Ну а под занавес, о недостатках. Единственный серьезный минус данного усилителя — то, что приходится ставить два выходных трансформатора, а не один. Что ж, это плата легкость и дешевизну реализации при неплохих параметрах. А в целом усилителем я остался доволен. Результат даже превысил ожидания.

Файлы:

Схема в Сплане и статья в Ворде.
🎁tn-tube-amplifier.7z  15.44 Kb ⇣ 347

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации