Главная » Усилители
Призовой фонд
на июнь 2017 г.
1. UNI-T UT-71E
ООО Промэлектроника
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 250 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 FivelВ блокнот
VL2, VL3 РадиолампаEL842 6П14ППоиск в FivelВ блокнот
DA1-DA3 Линейный регулятор
LM317
3 Поиск в FivelВ блокнот
DA4 Линейный регуляторLR8K41 MicrochipПоиск в FivelВ блокнот
T1 MOSFET-транзистор
IRF820
1 Поиск в FivelВ блокнот
D1-D4 Выпрямительный диод
UF3002
4 Поиск в FivelВ блокнот
D5-D8 Выпрямительный диод
UF4004
4 Поиск в FivelВ блокнот
ZD1 Стабилитрон
1N4746A
1 Поиск в FivelВ блокнот
R1 Переменный резистор50 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R2 Резистор
1 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R3, R4 Резистор
30 кОм
2 1 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R5, R6 Резистор
220 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R7, R8 Резистор
1 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R9 Подстроечный резистор25 Ом1 Поиск в FivelВ блокнот
R10, R11 Резистор
1 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R12 Резистор
180 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R13 Резистор
15 Ом
1 1 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R14 Резистор
2.2 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R15 Резистор
240 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R16, R18 Резистор
100 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R17 Резистор
470 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
R19 Резистор
100 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
C1, C2 Конденсатор0.47 мкФ2 400 ВПоиск в FivelВ блокнот
C3 Конденсатор4700 мкФ1 25 ВПоиск в FivelВ блокнот
C4 Конденсатор1000 мкФ1 25 ВПоиск в FivelВ блокнот
C5, C8, C9 Конденсатор100 мкФ3 400 ВПоиск в FivelВ блокнот
C6 Конденсатор100 нФ1 400 ВПоиск в FivelВ блокнот
C7 Конденсатор22 мкФ1 400 ВПоиск в FivelВ блокнот
L1 Дроссель4 Гн1 120 мАПоиск в FivelВ 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 напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294
Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294
Программатор Pickit3 UNI-T UT-61A
вверх