Главная » Усилители
Призовой фонд
на октябрь 2017 г.
1. Термометр Relsib WT51
Рэлсиб
2. 1000 руб
PCBWay
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Двухтактный ультралинейный ламповый УНЧ на EL84 (6П14П). Современный подход к классической теме

На сегодняшний день применение современной элементной базы позволяет малым количеством недорогих элементов весьма качественно задавать режимы работы электронных ламп. Данная статья описывает процесс и результаты создания гибридных (транзисторно-ламповых) УМЗЧ, сохраняющих в полном объеме «ламповость» усилительных каскадов и использующих кремневые элементы для ввода электровакуумных приборов в оптимальные режимы работы.

Перед разбором принципа работы прошу обратить внимание на то, что участки схемы находятся под напряжением опасным для жизни. При конструировании устройств с электровакуумными приборами, а также других с питанием от сети 220В обязательно знать и соблюдать правила электробезопасности.

Особенностью схемы является работа в двухтактном (push-pull) режиме как предусилителя, так и выходного каскада, что положительно сказывается на коэффициенте нелинейных искажений и выходной мощности (10 Вт).

Предварительный каскад усиления и фазоинвертор выполнен по схеме дифференциального усилителя на двойном триоде ECC802S (VL1.1, 1.2), данная лампа может быть заменена на 12AU7, ECC82, 6Н5П или 6Н1П, но мной проводились эксперименты именно с ECC802S производства JJ Electronic. Рабочая точка каскада обеспечивается источником постоянного тока (constant current source) на микросхеме LM317 (DA1) и резисторе R12. Разделительные конденсаторы С1, С2 обеспечивают отсечку постоянной составляющей сигнала для работы оконечного каскада. К ним предъявляются высокие требования, использование Cross-cap хорошее решение, но принимая во внимание высокую цену на продукцию Jantzen Audio, возможно применение серии ECWFD фирмы Panasonic, которая вполне справляется с поставленной задачей.

Выходной каскад построен по классической двухтактной схеме с обратной связью от ультралинейных отводов выходного трансформатора на пентодах EL84, аналогом которых являются лампы 6BQ5 и отечественная 6П14П. Рабочая точка на ВАХ обеспечивается источником тока на DA2 и R13. При наладке схемы необходимо добиться одинакового катодного тока ламп VL2 и VL3 регулировкой подстроечного резистора R9.

Сеточные резисторы (grid-stopper resistors) R7, R8, R10, R11 выполняют роль защиты от превышения сеточного тока, а также (R10, R11) уменьшают высокочастотную генерацию от резонанса индуктивности рассеяния и межобмоточной емкости выходного трансформатора. Частота этого колебательного контура, обычно, расположена выше звукового диапазона и не воспринимается на слух, но усиление сигнала на этих частотах прогревает лампы и в целом негативно отражается на характеристиках усилителя.

Цепь накала электровакуумных приборов данной схемы может быть запитана как от 6,3 В так и от 12,6 В в зависимости от соединения спиралей. Я использую постоянное стабилизированное напряжение накала 12,6 В, с применением все той же LM317, хотя крайней необходимости в использовании линейного регулятора в цепи накала нет.

Что касается анодного напряжения ламп тут дела обстоят иначе. Схема весьма чувствительна к нестабильности и шумам в цепи высокого напряжения. Кардинальным решением в борьбе с этим явлением будет применение высоковольтного стабилизатора, например, по схеме, представленной ниже. Более простым решением может быть использование только П-фильтра на L1, С8 и С9. Стабилизатор DA3 и mosfet-транзистор IRF820 необходимо располагать на радиаторах общей площадью теплоотвода не менее 20 см2.

Выходной трансформатор с броневым магнитопроводом изготовлен из железа М4 Cut-core без немагнитного зазора с габаритными размерами, представленными на рисунке.

Обмотка каждой половины выполнена по схеме 2p-2S-5p-2S-6p-2S-5p-2S-2p, где p = 85 витков провода ПЭТВ-2 0,2 мм, 2S = 75 витков (38+37) провода ПЭТВ-2 0,45 мм. Изоляция - электрокартон 0,1 мм между каждым слоем. Общее число витков первичной обмотки 1700x2 последовательно, вторичной параллельно 75x8 для нагрузки 4 Ом и 100x6 (75+25)x6 для 8 Ом. Для возможности подключения 8 Ом нагрузки необходимо разделить одну из секций вторичной обмотки каждой половины на 3 части, т.е. 25+25+25 = 75 и добавить по 25 витков к основным секциям. Ультралинейные отводы 43% от 1700, т.е. на 731-ом витке в каждой половине. Направление намотки обоих половин должно быть симметрично относительно центральной перегородки. При использовании магнитопровода с указанными габаритами необходимо весьма жестко соблюдать укладку виток к витку слоев, плотность обжатия изоляции и выполнять отводы снаружи магнитопровода, иначе может не влезть. Результатом будет высокая степень заполнения окна медью и примерно равное суммарное сечение меди первичной и вторичной обмоток. Вертикальное секционирование даст одинаковые активные сопротивления полуобмоток в пределах 155-165 Ом, а горизонтальное позволит добиться индуктивности рассеяния в пределах 5-7мГн, что весьма полезно при изготовление качественных выходных трансформаторов.

АЧХ и ФЧХ усилителя показывают высокую степень линейности в звуковом диапазоне. Измерения сигнала производились при 4 Вт выходной мощности на резистивную нагрузку 8 Ом.

Корпус устройства на данный момент находится в разработке, а так выглядит макет одного канала усилителя:

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
VL1 РадиолампаECC802S1 JJ ElectronicПоиск в LCSCВ блокнот
VL2, VL3 РадиолампаEL842 6П14ППоиск в LCSCВ блокнот
DA1-DA3 Линейный регулятор
LM317
3 Поиск в LCSCВ блокнот
DA4 Линейный регуляторLR8K41 MicrochipПоиск в LCSCВ блокнот
T1 MOSFET-транзистор
IRF820
1 Поиск в LCSCВ блокнот
D1-D4 Выпрямительный диод
UF3002
4 Поиск в LCSCВ блокнот
D5-D8 Выпрямительный диод
UF4004
4 Поиск в LCSCВ блокнот
ZD1 Стабилитрон
1N4746A
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1 Переменный резистор50 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
R2 Резистор
1 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R3, R4 Резистор
30 кОм
2 1 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R5, R6 Резистор
220 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R7, R8 Резистор
1 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R9 Подстроечный резистор25 Ом1 Поиск в LCSCВ блокнот
R10, R11 Резистор
1 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R12 Резистор
180 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R13 Резистор
15 Ом
1 1 ВтПоиск в LCSCВ блокнот
R14 Резистор
2.2 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R15 Резистор
240 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R16, R18 Резистор
100 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R17 Резистор
470 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R19 Резистор
100 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
C1, C2 Конденсатор0.47 мкФ2 400 ВПоиск в LCSCВ блокнот
C3 Конденсатор4700 мкФ1 25 ВПоиск в LCSCВ блокнот
C4 Конденсатор1000 мкФ1 25 ВПоиск в LCSCВ блокнот
C5, C8, C9 Конденсатор100 мкФ3 400 ВПоиск в LCSCВ блокнот
C6 Конденсатор100 нФ1 400 ВПоиск в LCSCВ блокнот
C7 Конденсатор22 мкФ1 400 ВПоиск в LCSCВ блокнот
L1 Дроссель4 Гн1 120 мАПоиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

Опубликована: Изменена: 07.04.2017 0 0
Я собрал 0 2
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 2 чел.

Комментарии (16) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
Nem0 #
Линеен он только в плане АЧХ, да и то не ультра. В плане ФЧХ и других параметров там очень далеко до линейности.
Ответить
+2
murzik #
Зачем же Вы так-то?!
Ультралинейный - это по типу включения лампы. Также, как каскодный, параллельный или резонансный
Ответить
0
Smelter2 #
Бывают ли линейные трансформаторы?
Ответить
0
seawar #
Без сердечника - вполне..
Ответить
+2

[Автор]
TDA #
А если вопрос поставить шире, а бывают ли линейные элементы?
Ответить
+1
Smelter2 #
Если загоняться, то смотря в каких диапазонах и в каких величинах. А так да – всё индуктивность, ёмкость и сопротивление даже сами атомы.
Ответить
0
Nem0 #
Полностью линейными - не бывают. В каком-то диапазоне - бывают. В любом случае обратная связь позволяет исправить почти любую нелинейность. Здесь обратной связи нет, а ее введение ничего исправить не сможет из-за наличия на выход трансформатора. Подобные схемы в принципе линейными быть не могут.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Да, действительно я отказался от применения обратной связи в своей схеме, эксперименты показали малый прирост полосы и снижение кни за счет ощутимого уменьшения выходной мощности. А в целом вы недооцениваете ООС и трансформатор тут не помеха, я вполне могу расширить полосу вверх на десяток кГц, только вот беда, я не слышу больше 18кГц, и летучих мышей у меня нет(. Вниз тоже можно расширить трансформатором килограмм на 5, только зачем?
Отредактирован 28.03.2017 18:03
Ответить
0
murzik #
И правильно сделал, что отказался. Нормальный ламповый усилитель нужно делать либо без ООС вообще, либо с местными, длиной не больше одного каскада. Иначе транзисторный усь на лампах получится:)
Ответить
0
Nem0 #
ООС + трансформаторный фильтр = полосовой фильтр.
Верхняя граница выше 20кГц необходима для того, чтобы получить низкий фазовый сдвиг в звуковом диапазоне и высокую скорость нарастания выходного напряжения. Для того чтобы фазовый сдвиг на частотах 10-20кГц был менее 6 градусов, верхняя граница диапазона должна быть не менее 150кГц по уровню графика -1дБ относительно 1кГц. Если верхняя граница будет всего 20кГц, то сдвиг фазы на частотах 10-20кГц будет уже 30 градусов.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Любой усилитель это полосовой фильтр, у него есть рабочая полоса пропускания. Общая ООС работает в ламповых УНЧ точно также как и транзисторных. Откуда такое значение 6 градусов на 20кГц? ФЧХ напрямую связана с такой характеристикой как ГВЗ (групповое время запаздывания), так вот прикиньте на сколько запоздает (опередит) сигнал с частотой 20кГц относительно 1кГц при фазовом сдвиге 20 электроградусов.
Отредактирован 28.03.2017 22:11
Ответить
0
murzik #
Вы ещё прикиньте, как крутят фазу акустика и помещение для прослушивания.
Если усь без ООС - то и ФЧХ его не особо куда нужна.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
Да, влияние акустики и др. внешних параметров сводят на нет все попытки сделать ровную ФЧХ на выходе усилителя.
Отредактирован 28.03.2017 22:27
Ответить
0
Nem0 #
В таком случае зачем вообще ультралинейные усилители и стремление к ним? В типичной квартире вообще в принципе невозможно получить идеальное звучание, какой бы идеальный усилитель и акустика не были бы.
Ответить
0

[Автор]
TDA #
По ультралинейности мы уже определились, что название статьи не несло в себе смысл самый линейный усилитель, а всего лишь говорит о принципе включения ламп.
По усилителям в целом скажу так, у каждого есть свои задачи: если есть желание с высокой точностью воспроизвести цифровой сигнал то есть усилители на ЦАП, если нужно раскачать S-90 то прекрасно справятся транзисторные такие как строите Вы, если нужно негромко послушать винил подойдет мой, и не потому что он лучше по характеристикам, а от того что он больше гармонирует с источником сигнала.
Можно и дальше рассуждать, что есть адаптивные УНЧ меняющие АФЧХ по месту, но это уже совсем другая история.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825"
Печатная плата для усилителя "LM3886 + AD825"
Мини гравер 125 Ватт Лазерный модуль 650нм 5мВт
вверх