Пара слов о ламповом усилителе

Добрый день, уважаемые читатели! За годы увлечения электроникой я много раз слышал о том, что ламповые усилители более качественны, их звук, как говорят ламповики «тёплый» и «живой»… Решил и я проверить что же скрывается за этими самыми тайными словами «тёплый» и «живой», а заодно и немного поэкспериментировать… Итак, то что у меня получилось я Вам сегодня и опишу!

Схема электрическая принципиальная усилителя на 6Н8С + 6П6С

В качестве отправной точки был взят усилитель и немного доработан. Сама схема уже изрядно заезженная, но, честно говоря звучит вполне неплохо. Но об этом позже.

Итак, разберёмся со схемой. Она приведена на рисунке выше. Основу схемы составляет предварительный усилитель, выполненный на лампе 6Н8С по каскодной схеме (SRPP) и оконечный усилитель на лампе 6П6С в триодном включении.

Сигнал с выхода аудиоустройства поступает на вход смесителя, выполненного на трансформаторе Tr1. При подключении обмоток I и II главное соблюдать фазировку. Вместе нужно соединять или начала или концы обмоток и соединить с общим проводом. Только в этом случае мы получим на выходе суммарный сигнал каналов. В противном же случае, при нарушении фазировки на выходе будет разностный сигнал и никакой речи о звуке уже можно не вести. Кроме смешения каналов данный трансформатор выполняет роль предусилителя аудиосигнала.

С выхода смесителя (обмотки III трансформатора Tr1) через разделительный конденсатор С1 сигнал поступает на вход регулятора громкости R1, а далее через конденсатор С2 на вход предварительного усилителя. С его выхода, через конденсатор С5 сигнал поступает на вход выходного каскада на лампе Ла2. Анодной нагрузкой данного каскада служит трансформатор Tr2. Ко вторичной обмотке данного трансформатора и подключается акустическая система.

Резистор R6, конденсаторы С6, С7, С8 – это фильтр питания предварительного усилителя.

Резистор R4 устанавливает ток покоя через лампу Ла1. При приведённом на схеме номинале он составляет приблизительно 8 мА. Резистор R7 устанавливает ток покоя через лампу Ла2 и при приведённом номинале примерно равен 40 мА. Резистор R3 устанавливает половину напряжения питания на катоде верхней половины лампы Ла1.

Рассмотрим источник питания данного усилителя. Он выполнен по классической схеме и в особых пояснениях не нуждается. Со вторичной обмотки (II) силового трансформатора Tr3 напряжение питания выпрямляется диодным мостом VDS1 и фильтруется двухзвенным фильтром на элементах C11, С12, С13, С14, С15, R9 и Др1. С его выхода напряжение питания и поступает на аноды ламп усилителя. Вторична обмотка (III) трансформатора Tr3 служит для питания накала ламп. Напряжение данной обмотки так же выпрямляется диодным мостом VDS2 и фильтруется конденсатором C16.

Налаживание усилителя заключается в установках токов покоя ламп резисторами R4 и R7. Резистором R3 устанавливается половина напряжения питания на катоде верхней половинки лампы Ла1. На этом предварительное налаживание усилителя можно считать законченным (некоторые замечания смотрите в обновлении в конце статьи).

Все применяемые детали усилителя указаны на схеме. Стоит только поговорить о трансформаторах. В качестве трансформатора Tr1 использован переделанный трансформатор ТВК-110. Для его переделки снимаем вторичные обмотки, а оставляем лишь первичную. После этого мотаем обмотки I и II. Они содержат по 30 витков провода ПЭЛ диаметром 0.18-0.33 мм. Намотка ведётся сразу в 2 провода. После этого трансформатор пропитывается парафином и собирается штатно. Фазировка обмоток указана на схеме и описана выше. В качестве трансформатора Tr2 использован трансформатор ТВЗ-1-9 без каких либо переделок. В качестве трансформатора Tr3 подойдёт любой трансформатор с напряжение вторичной обмотки (II) 230-250 вольт, током не менее 0,5 А; и напряжением вторичной обмотки (III) 6,3-7 вольт током не менее 1 А.

Внешний вид готового усилителя без смесителя показан в подборке фото ниже. Усилитель собран на деревянном шасси к которому составные блоки крепятся саморезами. Это было сделано для удобства проведения экспериментов и налаживания. Конечную конструкцию следует выполнять на металлическом шасси, на которое закреплять непосредственно гнёзда, а монтаж должен быть навесным, все цепи прохождения сигнала монтировать экранированным проводом. Экран следует заземлять только с одной стороны. Кроме того в цепи накала следует сделать более качественную фильтрацию напряжения. Но не будем на этом останавливаться, усилитель у нас экспериментальный…

В качестве акустической системы я использовал советские колонки 10АС-225 включённые последовательно (Параллельно конечно выходная мощность больше, но и сопротивление системы в целом ниже, что приводит к заметному увеличению искажений т.к. приведённое сопротивление получается не оптимальным).

Результат прослушивания меня приятно удивил. При всей простоте конструкции данный усилитель играл качественнее, чем массовые настольные компьютерные колонки defender 2.1 стоимостью 1500 Российских рублей, и даже качественнее акустической системы 2.1 microlab стоимостью 2000 рублей. Данный усилитель выдает вполне чистые верха и отчетливые басы. Колонки сами по себе не дребезжат.

После этого из схемы был исключён конденсатор C4. То ли у меня по ушам стадо слонов пробежало, то ли просто колонки сами по себе хорошо воспроизводят басы, но особого отличия в работе я не увидел. На мой взгляд только басов стало чуть меньше, но на высокие частоты это никак не повлияло. Кроме того в качестве конденсаторов С3, С5, С9 были испытаны различные варианты: МБГО, МБГЧ, несколько разновидностей плёночных и керамических конденсаторов… Лично мои уши так же не уловили никаких отличий в из работе, главное что бы ток утечки был в норме. Так что мнение о том что плёнка лучше поёт и всё такое я подтвердить на данный момент так же не могу…

А вот при замене выходной лампы на 6П3С окрас звука действительно меняется, средние и высокие частоты становятся более чёткими (само собой повышается и выходная мощность + ВАХ ламп тоже несколько другие, соответственно и распределение искажений на выходе).

Последним тестом было сравнение данного усилителя с несколькими широко распространёнными музыкальными центрами в ценовой линейке до 8-10 т.р. И опять же, простенький данный усилитель показал более хорошее звучание на мой взгляд. Напрашивается очевидный вопрос: Зачем платить больше? На этом сравнение и эксперименты были завершены. Само собой данный усилитель не конкурент более дорогой и профессиональной технике.

P.S. В целом я не жалею что сконструировал и испытал данный усилитель и полностью удовлетворён его отличной работой при относительной простоте изготовления. Не пинайте меня сильно за сделанные выводы, это лишь моё сугубо индивидуальное мнение. Мнение человека впервые собравшего ламповый усилитель. Всего хорошего, до новых встреч.

Обновление от 05.04.2020:

Итак, данный усилитель собирался мной летом 2013 года и был первым экспериментальным ламповым усилителем, который я собрал (что, в общем-то, в статье указано). Прошло достаточно много времени и на данный момент я бы сделал некоторые вещи по другому. Часть из из подобных модификаций будет описана в последующих частях статьи, но все замечания по конкретно этой конструкции я опишу в данном обновлении.

Во-первых, из схемы необходимо исключить входной трансформатор Tr1, конденсаторы С2, С17. Трансформатор Tr1 и сопутствующие цепи можно оставить только для первого включения и экспериментов — удостовериться, что всё работает правильно и так как задумано.

Во-вторых, резисторы R2, R5 можно уменьшить до 150 кОм, но при этом увеличить ёмкость разделительных конденсаторов С1, С5 до 0,68-1,5 мкФ. Это уменьшит чувствительность усилителя к наводкам по входным цепям и несколько расширит АЧХ в сторону низких частот. Впрочем, можно ограничиться только уменьшением  сопротивления резистора R2, увеличением ёмкости конденсатора С1 на входе и увеличением ёмкости конденсатора С5.

В-третьих, вместо радиолампы Ла1 необходимо установить радиолампу 6Н9С. При этом резистором R4 устанавливается ток покоя через SRPP каскад, а резистором R3 — распределение напряжения между верхней и нижней половинкой лампы. При этом ток покоя выбирается в районе 1.2-1.5 мА.

В-четвёртых, необходимо удалить из схемы конденсаторы С3, С4, а со вторичной обмотки трансформатора завести в катод первой лампы ООС глубиной 4-6 дБ. Примерное сопротивление резистора обратной связи — 10-15 кОм. Более точное значение определяется при настройке усилителя.

В-пятых, ёмкость конденсатора С10 необходимо увеличить до 1000-2200 мкФ. При этом в качестве конденсаторов лучше использовать специализированные конденсаторы для ИИП с низким ЭПС (ESR).  Ёмкость конденсатора С9 при этом можно увеличить до 1-1.5 мкФ. В качестве данного конденсатора необходимо использовать плёночный конденсатор. Конденсатор С8 можно из схемы исключить, но в этом случае конденсаторы С14, С15 необходимо установить как можно ближе к выходному трансформатору. Как вариант, можно наоборот увеличить ёмкость конденсатора С8 до 47-100 мкФ и установить параллельно ему плёночный конденсатор ёмкостью 1-1.5 мкФ. Это актуально в том случае, если источник питания выполняется отдельным блоком!

Примерно в таком варианте я на данный момент собирал бы данную схему (если собирал впервые и именно так рекомендую собирать её начинающим радиолюбителям). Если есть возможность, то в качестве выходного трансформатора необходимо использовать высококачественный выходной трансформатор с индуктивностью первичной обмотки не менее 30-40 Гн, способного работать с током подмагничивания не менее 70-100 мА. Приведённое сопротивление нагрузки при этом лежит в районе 4-5 кОм.

При этом настройку по минимуму искажений лучше производить с использованием анализатора спектра, например, измерительным комплексом на базе ПК Visual Analyser.

Схема электрическая принципиальная со всеми описанными дополнениями представлена на фото ниже.

Схема электрическая принципиальная усилителя на 6Н9С + 6П6С