Ламповый преамп для микрофона, 6Н2П

 — А я вот нынче бард, так сказать. Пишу музыку и стихи, а потом и играю. Людям нравится!
 — И что, ты по кафешкам играешь? «На похоронах и танцах»?
 — Ну не совсем. Вообще, у меня есть желание записать свой диск. У меня даже материал наберется!
 — Но мешает кривизна рук или оттоптаность ушей?
 — Не, мне просто не во что записаться. Микрофон-то есть, динамический Shure 55SH. Но вот только плохо он работает с ноутбуком, ноут половину частот сжирает. Слушай, а сбацай-ка мне ламповый преамп для него? Только за недорого…

Именно так и началась история, которая привела к рождению преампа пусть и неказистого, но с весьма интересным звучанием. Вообще, мы довольно долго спорили о том, почему нужен именно ламповый. Транзисторных вариантов с весьма серьезными характеристиками очень много, они проще, легче. Но во главе стола все же торчал теплый ламповый звук. Ведь нет же более инструментов у барда, окромя голоса его и гитары, сердце раздирающей! Иными словами, на все это нужно было наложить ламповую теплоту. Ну что- ж сделать? Надо ваять!

Итак, стояли следующие задачи:

• Сваять преамп именно на лампе (одной или на n-надцати)
  
• Создать минимально возможную конфигурацию, ввиду низкого бюджета
  
• Минимальное количество ручек
  
• Использовать какой-нибудь простой корпус

Тут следует сделать небольшое лирическое отступление. Касаться это отступление будет именно бюджета.
Так уже повелось, что в последнее время пошло какое-то ненормальное засилие различных преампов и эффектов, якобы использующих лампу в своем тракте. Эти устройства можно купить в музыкальных магазинах по смешной цене в 3-4 тысячи российских рублей и высмеивать обладателей полноценно ламповых устройств, потративших на порядок (или несколько) больше денег. Неужели и вправду инженерам старого доброго дядюшки Ляо удалось чудом уменьшить стоимость лампового аппарата? Нет, чудес не бывает, достойный ламповый аппарат будет стоить дорого. При прочтении статьи можно будет понять почему.

В этих якобы ламповых аппаратах лампа не то, что не выполняет свою основную функцию (усиливает сигнал), а просто добавляет помех и гармоник в сигнал, заботливо усиленный транзисторами. У меня (да чего уж, в этих самых интернетах полно подобных случаев) несколько раз был успешный опыт в удалении лампы из подобных аппаратов, после чего выходной сигнал улучшался в разы. Но увы, не все это знают и понимают, потому введенные в заблуждение музыканты покупая вот эту дрянь все пытаются понять, что же они делают не так, из-за чего звук все никак не «фирмовый».
Конец отступления:)

↑ Схема

Разумеется, первым делом были окинуты просторы интернета в поисках надежных и проверенных конструкций, которые можно было бы использовать. И найдено их, честно говоря, было много. Но у всех были свои недостатки. У меня был ограничен бюджет, потому среди недостатков торчали следующие:

• Большое количество ламп
  
• Редкие или дорогие лампы
  
• Чрезмерная навороченность конструкции
  
• Низкое качество схемы и, как следствие, звука

После долгих поисков и анализа схем, выбор был сделан в пользу довольно простого, но очень интересного варианта. Он подходит по всем пунктам — простая конструкция с хорошими характеристиками, не имеющая в себе редких или сильно дорогих деталей. Вот такая загогулина:

Да, понимаю, что кого-то испугал уже факт того, что на входе стоит трансформатор. Посему, в общем-то, меня можно обвинить в том, что я, мягко говоря, покривил душой, когда говорил про отсутствие редких и дорогих деталей.
С какой-то то точки зрения да, это правда. Но если следовать всем канонам и выискивать специализированные высокоточные секционированные входные трансформаторы с шибко крутыми характеристиками да еще и известных марок, то и смысла не имеет делать такую схему! Потому я обошелся кое-чем попроще.

↑ Входной трансформатор

Вообще, что же из себя должен представлять входной трансформатор микрофонного преампа:

• Определенный коэффициент трансформации (желательно от 1:7 до 1:16)
  
• Сердечник из пермаллоя (лучшая АЧХ)
  
• Броня из стали или лучше из пермаллоя
  
• Определенное сопротивление первичной обмотки по постоянному току

Если с первыми 3 пунктами в общем-то все понятно, то что же с 4? Какое-такое определенное?
А вот тут мнение различается, причем местами радикально. Кто-то уверяет, что сопротивление должно быть равно сопротивлению источника по постоянному току. В моем случае это было около 250 Ом, посему я и подобрал трансформатор именно с таким сопротивлением. Однако, есть мнение, что очень даже подойдут трансформаторы с сопротивлением на порядок меньше, чем у источника. Ровно как и обитает мнение, что будет лучше на порядок больше. Ну, на порядок меньше трансформатора у меня не было, а вот на порядок больше пробовал и, честно говоря, не обнаружил никакой разницы (на слух).

Про коэффициент трансформации тоже нужно заикнуться. Почему именно такой? Почему не меньше?

Во-первых, основная причина в том, что лампа имеет весьма высокое входное сопротивление. И если к ней напрямую подключить микрофон, то получится то же, что и при подключении его к ноутбуку- часть частот просто поглотится. И это с довеском в виде наводок. Именно потому и нужен трансформатор, способный согласовать одно с другим. Как именно? Очень просто! Коэффициент масштабирования сопротивления равен квадрату коэффициента трансформации. Иными словами, если у меня трансформатор с коэффициентом трансформации 1:7 и я к нему подключаю микрофон с сопротивлением 250 ом, то для лампы это будет, словно я подключил к ней источник с сопротивлением 250 * (7×7) = 12250 Ом! Это отличный показатель, такое сопротивление для лампы будет очень даже к месту.

Во-вторых — шум. Современные транзисторные преампы довольно мало шумят. Это связанно, разумеется, с более совершенной технологией и особенностями конструкции. Точнее- отсутствии теплового шума. Да чему там прямо так особо нагреваться? А лампы, чего уже говорить, просто настоящий обогреватель! Только температура баллона лампы 6Н2П может достигать 90 градусов, что же там творится на спирали накала? Разумеется, тепловой шум там приличный. Особенно, если источника такой слабый, как микрофон.
Тогда для приведения уровня сигнала к норме, приходится сильно увеличивать коэффициент усиления, за счет чего увеличивается и уровень этих самых шумов. А прибор с большим количеством шумов ну никак не может тянуть на уровень сколь нибудь хороший. А тут простой вариант — поставить на вход трансформатор и увеличить сигнал (в моем случае) в 7 раз! Значит, усиление лампы можно ослабить в 7 раз, и ровно во столько же раз уменьшатся шумы. Просто и со вкусом. Но почему тогда я указал, что коэффициент трансформации нужен до 1:16? Можно же вообще увеличить сигнал трансформатором до упора, а лампу так, как буфер поставить? Нет, так не выйдет, пойдут в дело собственные искажения трансформатора, что ухудшит характеристики преампа.

Ну и в-третьих, трансформатор на входе дает то, что не могут дать ни транзисторы, ни лампы- полноценный балансный вход с гальванической развязкой. Те, кого ударяло током с микрофона в губы на репетициях или концертах меня поймут прекрасно.

С типом трансформатора разобрались, теперь полезем в интернет искать их. Обалдеть, да у них ценник от 1500 рублей! Подождите, не туда смотрите. Да, есть профессиональные трансформаторы, но нам-то сейчас это не нужно! Поэтому идем на развал или барахолку. Что искать: старые промышленные модемы невысоких скоростей (до 56 кбит в секунду), старые радиорелейные системы, старые устройства для RS-232 или RS-485, прочую старую цифровую лабуду.
Мне попался очень занятный блок от радиорелейной системы. Именно в нем я нашел вот такие замечтательные трансформаторы:

Надо сказать, что меня слегка удивил большой размер трансформатора и малый вес. И, разумеется, я отогнул крепеж кожуха, чтобы посмотреть, что внутри. Внутри меня ждал небольшого размера трансформатор, весьма небольшого. Нечто наподобие трансформаторов в микрофонах и… обычных компьютерных модемах для телефонных линий!

Да, за исключением отсутствия брони, трансформаторы из некоторых модемов готовы к употреблению в преампе, ведь все как по заказу — пермаллоевый сердечник, коэффициент трансформации примерно 1:7.5, сопротивление первичной обмотки около 300 Ом. Но бывают и исключения. Впрочем, всего-то что и нужно — иметь намоточный станок или терпение.

↑ Лампа

Разобрались с трансформатором, пора лампу мучить. Тут все просто — ECC83, 12AX7 или старая добрая 6Н2П, лучше 6Н2П-ЕВ. Вот и весь секрет успеха. Лучше, разумеется, использовать панельки экранирующими колпаками. Однако, если будет использоваться стальной корпус, то в этом нет никакой необходимости.

↑ О других деталях

Теперь вернемся к нашей схеме. Она отличается простотой. Отдельных моментов заслуживают лишь следующие детали:
С3 и С4 — это конденсаторы подавляющие возбуждение или звон. Рекомендуется (при возможности, разумеется) их не ставить. Но увы, возможность такая бывает не часто. Точно нельзя сказать, что именно влияет на появление возбуждения, то-ли разводка, то-ли лампа, то-ли корпус…
Но одно точно — возбуждение дает звуку отвратительный оттенок. Увидеть его можно только на хорошем осциллографе, потому если есть сомнения, их лучше поставить.
R6 — это резистор, задающий усиление. Вместо него (как раз на нарисованные контакты) можно подключить обычный переменный резистор сопротивлением 15-20 кОм, организовав таким образом регулятор «Gain». Я именно так и сделал.
Более ничего. Неправда ли, очень просто?

↑ Печатка

С такой вот радости я сваял плату. Точнее 2 платы, так было легче крепить всю конструкцию в последующий корпус. И вот они:

Как видно, здесь одна плата основная, вторая — плата с лампой.

На основной плате размещается трансформатор и бОльшая часть обвязки лампы. Туда же втыкается плата лампы. На отшибе организован блок питания с резисторами нагрузки анодов. От блока питания нужно провести 3 провода к преампу — V1, V2 и GND. Можно заметить, что я старался свести все земли в одну точку. Туда же подключается земля блока питания и провод, заземляющий корпус.

Резисторы «Gain» и «Level» (выходной уровень) я сделал на 3-х штырьковых разъемах от линеек типа PLS-20. Входное и выходное гнездо типа Jack 6.3, хотя никто не помешает поставить и Canon XLR на проводках. Контакты лампы 4,5 и 9 выведены на край платы. Так можно организовать переключения накала для разных типов ламп — 12AX7 или 6Н2П.
И еще один важный момент: хочу заметить, что на плате лампы установлен один конденсатор. Без него работать не будет:)

↑ Корпус

Теперь к корпусу. Увы, не сохранилось окончательных фоток, потому только фотки процесса.

В качестве корпуса я использовал старый коммутатор D-Link, доставшийся мне сгоревшим за 100 рублей.

↑ О питании

Делайте питание, как вам больше нравится, ставьте стабилизаторы, электронные фильтры и задержки подачи анодного напряжения. Паяльник вам в руки!
У меня всё было проще. На фотке выше видно большой и страшный тороидальный трансформатор, дающий 6.3 и 12 в на выходе, плату блока питания, которая выпрямляет 12 Вольт и, при помощи трансформатора «перевертыша», из 6.3 делает 220, которые после выпрямляются и превращаются в нужные нам 300-310 Вольт постоянки. 12 Вольт мне было нужно для питания выходного буфера (на задней стенке корпуса) который пришлось добавить для выполнения очень специфических задач. Обычно он совершенно не нужен.

↑ Итого

Вот такое чудо было сделано за две недели (с учетом поиска деталей).
При тестировании главным аргументом качества был радостный вопль владельца «О, вот это да, вот это зачет!».
Что-ж, доверюсь на его слух и вкус, и всем рекомендую начинать строение ламповых микрофонных преампов именно с этой конструкции.

↑ Файлы

Как всегда жду вопросов, если кому-то вдруг что либо станет не совсем понятно или любых сопутствующих статье. Ну, а в конце для желающих выкладываю чертеж плат в формате Sprint-Layout:
🎁 MyLampMicPre.rar  21.92 Kb ⇣ 128

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации