Гибридный усилитель для бас-гитары

Предлагаемый усилитель предназначен для подключения бас-гитары и отличается от большинства устройств подобного типа простотой и хорошим звуком. Предварительный усилитель (преамп) данного устройства собран на вакуумных триодах (лампах), а усилитель мощности (оконечник) – на транзисторах.

Функционально предлагаемое устройство состоит из 3х частей: преампа на лампах, оконечника и блока питания. Естественно – каждый узел может быть использован отдельно в других устройствах, или заменен аналогом – например уже имеющимся в наличии. В авторском варианте усилитель объединен с акустической колонкой (комбо) для компактности и удобства, потому собственного корпуса усилитель не имеет, а смонтирован в специальном отсеке акустической системы над динамиком. Оригинальным узлом предлагаемого устройства является предварительный усилитель, усилитель мощности применен классический, равно как и блок питания.

Предварительный усилитель

Схема предварительного усилителя выполнена на вакуумных лампах. Сделано это по нескольким причинам: звук ламповых устройств отличается теплотой и приятностью, кроме того – ламповые устройства намного проще полупроводниковых. Простота облегчает сборку, удешевляет устройство и улучшает звук – сигнал проходит меньшее количество элементов. А еще – ламповые схемы, как правило, не содержат петель общей обратной связи (ООС), что также положительно влияет на звук. И последнее достоинство ламповых схем – плавный вход в перегруз, что немаловажно для усилителей, работающих с гитарами...

Собственно преамп собран на одном сдвоенном триоде VL1. Первый каскад – ламповая классика и особенностей не имеет, типичный каскад с общим катодом. Коэффициент усиления такого каскада без внешней нагрузки и лампе типа 12АХ7 или 6Н2П составляет около 65. Даже в этом случае при напряжении источника питания около 200В и реальном сигнале гитары на входе ограничения сигнала не происходит – каскад работает в линейном режиме. Из-за особенностей вольт-амперных характеристик (ВАХ) вакуумных триодов, даже в линейном режиме сигнал слегка обогащается четными гармониками, «утепляется». Конденсатор С6, блокирующий местную обратную связь и увеличивающий усиление каскада, этому способствует. Под реальной нагрузкой, каковой для первого каскада является темброблок, усиление первого каскада, из-за довольно высокого выходного сопротивления, несколько уменьшается.

Эквалайзер преампа – оригинальной схемы. Дело в том, что классический гитарный темброблок Маршалла или Фендера, часто применяемый и в бас-гитарных усилителях, с бас гитарой не очень удобен – низкая глубина регулировок и не совсем их правильный для бас-гитары диапазон сводят «на нет» все его преимущества. Поэтому, в последнее время в бас-гитарных усилителях часто применяют либо параметрические, либо графические эквалайзеры.
Как довольно сложные устройства, такие эквалайзеры непросты в изготовлении и наладке, а кроме того – для хорошего инструмента не очень-то и нужны – ибо, как любое сложное устройство, зашумляют и искажают сигнал тем больше, чем сложнее схема….
Поскольку схема изначально разрабатывалась, как простая и ламповая, было принято решение адаптировать к ламповой схемотехнике эквалайзер из микшерного пульта «Дельта», когда-то активно применявшегося и незаслуженно забытого – ибо, несмотря на отсутствие «параметрики», звук у пульта был весьма достойным. Естественно – номиналы были пересчитаны для адаптации под лампы, изменена схема включения – эквалайзер стал пассивным, как и положено уважающему себя ламповому эквалайзеру… Последние коррекции номиналов были внесены после изготовления – по результатам эксплуатации.

Весь частотный диапазон разбит на 4 полосы, и в каждой из них регулируется относительно независимо от остальных (перегибы АЧХ в местах стыка полос довольно плавные, что благотворно влияет на звук). Для любителей «металлического лязга» есть дополнительный тумблер «Bright», выполненный по классической схеме и особенно эффективный, если колонка содержит и ВЧ динамик. На втором триоде выполнен буферный каскад – его назначение согласовать выходное сопротивление эквалайзера со входным сопротивлением усилителя мощности. Поскольку для транзисторных усилителей нормальным является относительно небольшая амплитуда входного сигнала (обычно около 1,5В) – второй каскад выполнен по схеме катодного повторителя, и сигнал снимается с части катодной нагрузки. Гнездо «FX Loop» позволяет подключить дополнительные приборы обработки звука (например, эффект «хорус») между предварительным усилителем и оконечником.

В авторском варианте использована лампа 6Н2П-ЕВ. Была опробована и неплохо себя показала лампа 6Н23П (замена лампы не требует переделок схемы), особенно при пониженном до 150В питании схемы. Вполне возможно и применение 12АХ7 разных версий для поиска своего звука (12АХ7, равно как и ЕСС83/81 имеют отличающиеся цепи накала, накал 6,3В для этих ламп подается на 9 ножку панельки, а второй провод – на соединенные вместе 4 и 5 ножки).
В первой версии ламповая часть схемы питалась от 150В, потом умножитель напряжения был модифицирован до 250В примерно. Даже при 150В звук был вполне достойным.

Естественно – подбором элементов эквалайзера (в частности, емкостей С9, С10, С11) можно изменять границы регулируемых полос, если возникнет такая необходимость. Все резисторы, кроме указанных на схеме, имеют мощность 0,2Вт, допустимые отклонения номиналов – 10%.
Конденсаторы – пленочные, на напряжение не менее 250В (в авторском варианте использованы простые «орбиты», но никто не запрещает поставить Виму или ОранжДроп). В случае встраивания преампа в колонку (комбо) следует уделить внимание виброизоляции крепления лампы – лампы не любят интенсивной вибрации, а некоторые типы обладают приличным микрофонным эффектом. Потому лампу лучше крепить в месте с минимальными вибрациями (возле соединения стенок коробки, например), и желательно – с использованием амортизирующих прокладок из мягкой резины. В авторском варианте печатная плата не разрабатывалась, монтаж выполнен способом Р2Р (навесным на монтажных лепестках).
Как и большинство ламповых схем, преамп, собранный без ошибок из исправных элементов, работоспособен в широком диапазоне напряжений питания (150-300В) и в наладке не нуждается. Вполне возможно использование преампа отдельным устройством, как в рэковом, так и в напольном исполнении.

Усилитель мощности

Собран по классической схеме, никаких особенностей не имеет. Светодиоды VD2,VD3 на входе схемы защищают ее от перегрузки по напряжению. В авторском варианте печатная плата не разрабатывалась, все транзисторы, кроме VT1, VT2 расположены на общем радиаторе через слюдяные прокладки (транзистор VT4 является датчиком температуры и расположен рядом с выходными транзисторами). VT1, VT2 и пассивные компоненты входной части усилителя расположены на макетной плате и соединены между собой образками выводов резисторов (из-за небольшого количества деталей монтаж не представляет сложности), плата на стойках привинчена к радиатору возле силовых транзисторов. При наладке – сначала включить схему без силовых транзисторов VT7-VT10. Исправная схема без нагрузки должна усиливать сигнал в полном диапазоне без видимых искажений. На холостом ходу напряжение между эмиттерами VT5,VT6 следует выставить минимальным (около 1В) резистором R14. После подключения выходных транзисторов резистором R14 выставить им минимально–необходимый ток покоя (в авторском варианте около 30мА - в большем токе, по мнению автора, для озвучивания бас-гитары, нет особого смысла) – на эквиваленте нагрузки на средней мощности не должно быть явно видимой «ступеньки».

Вполне возможна замена предлагаемого оконечника на любой, имеющийся в наличии, а при небольших мощностях – до 30Вт – и на интегральный усилитель на микросхемах. Следует однако отметить, что из-за низкой надежности интегральных усилителей в схемах бас-гитарных аппаратов они применяются крайне редко.

Конденсаторы, кроме электролитических – пленочные, на напряжение 100В. С8,С12 – керамика на 250В.
При мощностях менее 100Вт вполне возможно понизить питание до +/- 35В и оставить только одну пару выходных транзисторов.

Ввиду «встроенности» данного усилителя в колонку внешние соединения с акустикой отсутствуют, потому в усилителе не предусмотрена защита от короткого замыкания в нагрузке. В случае же отдельной колонки рекомендуется дополнить усилитель схемой защиты. По аналогии с ламповыми усилителями, основное питание включается выключателем «Power», а после прогрева ламп выключателем «Standby» подключается акустика и полная мощность на блок питания.

Блок питания

Блок питания – классический, трансформаторный.
В качестве трансформатора TV1 использован ТС-180 с перемотанной вторичной обмоткой. В авторском варианте для питания накала лампы сделан отвод от вторичной обмотки. Вполне возможно сделать для этих целей отдельную обмотку, а для гурманов – еще и выпрямитель для питания накала постоянным током. Напряжение переменного тока на вторичной обмотке на холостом ходу – около 34В, после выпрямления - +/-50В. Под нагрузкой идет просадка, для получения мощности порядка 200Вт рекомендуется более мощный трансформатор, например на базе ТС-250… Напряжение питания выбрано слегка завышенным по нескольким причинам: во первых, увеличивается предельная мощность, отдаваемая усилителем (трансформатор, хотя и с ухудшением КПД и ощутимой просадкой напряжения, в режиме перегрузки по току отдает большую мощность, прежде всего за счет увеличения угла отсечек выпрямительных диодов), во вторых – для питания ламповой части использован умножитель напряжения, и для его упрощения желательно подавать ему на вход как можно более высокое напряжение.

Вполне возможно питание высоковольтной части организовать от отдельной обмотки, в авторском варианте использовался уже имеющийся под руками трансформатор и было выбрано простейшее решение.

В качестве динамика для комбо был использован басовый динамик фирмы Celestion размером 15”.

Печатные платы не разрабатывались по следующей причине – агрегат нужно было изготовить быстро и для собственного потребления – клубной работы, а трудозатраты на разводку и изготовление плат оправданы лишь при тиражировании устройства.
При всей неказистости такого способа изготовления – готовое устройство оказалось на редкость приятно звучащим, на нем с удовольствием играли приезжавшие в город «Аракс» и даже «Ex-Smokie» (те, которые с гитаристом Алланом Силсоном) …

Вот – на заднем плане виден скромный черный ящик с динамиком – это и есть «Гибридный усилитель для бас-гитары», а дядька на переднем плане – «Смоковский» басист.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ