Прошло уже довольно много времени после публикации схемы гибридного усилителя для наушников KREIMER. И надо заметить, что за годы эксплуатации аппарат показал хорошее качество звучания и высокую надежность. Что неудивительно — схема имеет короткий тракт, отсутствуют (или крайне неглубокая) общие отрицательные обратные связи, а каждый элемент делает то, что лучше всего умеет: лампа усиливает напряжение, а транзистор — ток. Отзывы повторивших конструкцию подтверждают высокое качество звучания этого аппарата.
Однако, как обычно, душа просила чего-то большего, а руки тянулись к паяльнику.
Было решено поискать пути улучшения схемы.
Напомню оригинал, с которого всё началось:
Этапы доработок:
1. Повышение линейности входного каскада. Так как низковольтную лампу 6Н27П найти не удалось ( да и по отзывам эти лампы отличаются очень низкой надёжностью!), для работы лампы 6Н23П на более линейном участке ВАХ было решено поднять напряжение питания с 24В до 40В (практически в два раза).
Чтобы выбирать режимы не по справочным или гипотетическим данным, а максимально приближенным к реальности были сняты ВАХ (вольт-амперные характеристики) лампы при напряжении на аноде 20В (примерно таким оно будет в схеме).
При этом удачно отбраковались две лампы — одна оказалась очень старая (с потерей эмиссии), вторая имела сильное различие триодов в баллоне! И только у третьей лампы и эмиссия оказалась в норме, и идентичность триодов весьма высокая. Так что при повторении конструкции настоятельно рекомендую проверить имеющиеся лампы.
По полученным ВАХ был выбран режим лампы: смещение 0,45 В, при этом ток анода составил около 2,5мА.
2. Еще большее повышение линейности входного каскада. Исходя из исследований Евгения Карпова ( «Повышение линейности лампового каскада» ), дополнительно повысить линейность лампового каскада можно, заменив нагрузочный резистор в аноде на источник постоянного тока. Правда, с одной оговоркой — нагрузка каскада должна быть высокоомной. Но у нас следом идёт эмиттерный повторитель, так что не проблема.
Сразу замечу, что сопротивление такого источника по переменному току очень велико, поэтому влияния на усиливаемый сигнал он не оказывает. Да и в конце-концов усилитель у нас гибридный! Каскодный источник тока (как в оригинале у Евгения) не использовался, так как здесь амплитуда сигнала гораздо меньше.
3. Повышение линейности выходного каскада и его универсальности по нагрузке. В исходной схеме сопротивление нагрузочного резистора выходного эмиттерного повторителя равнялось сопротивлению нагрузки усилителя (наушников). Это доставляло некоторые неудобства при тестировании различных наушников с данным усилителем. Если сопротивления наушников разное, то нарушается согласование и тесты получаются не совсем корректными. Убить сразу двух зайцев можно, заменив нагрузочный резистор активным источником тока.
Как показали измерения, всенародно любимая микросхема LM317 хотя и обеспечивает простоту реализации данного узла, для звуковых устройств не очень-то подходит. Поэтому узел был реализован на транзисторе КТ817Г, для которого ток 100 мА (именно такой ток покоя данного усилителя) является оптимальным.
4. Источник питания. Усилитель, работающий в классе «А» требует качественного источника питания, с малыми пульсациями. А оригинальная схема требует и оригинального источника питания :). Поэтому было решено использовать стабилизатор без обратных связей, как у Энди Неана. Так как напряжение на аноде лампы относительно невелико, система плавного запуска блоке питания отсутствует.
В результате получилась следующая схема:
Цепи питания накала лампы на схеме не показаны.
Составной транзистор (T5,T3) в порядке эксперимента был заменен на полевой MOSFET. Больших различий в звучании замечено не было. Но предпочтение всё же было отдано биполярному варианту, именно в таком виде усилитель и эксплуатируется.
Вопреки ожиданиям получить более аналитичное и нейтральное звучание, в результате доработок звук стал более живой и насыщенный. Особенно заметны изменения в НЧ части. Бас при большей собранности даже немного усилился (возможно, сказалась замена блока питания). В общем и целом результаты модернизации усилителя порадовали и теперь это основной аппарат для прослушивания музыки в ночное время.
Конструкция и детали: транзисторы Т3 и Т5 желательно отобрать с наибольшим коэффициентом усиления (h21э). Мощные транзисторы Т3, Т4, Т6 необходимо установить на радиаторы — на каждом рассеивается около 2 Вт мощности. Применение качественных комплектующих — самое важное условие получения качественного звука. Конденсаторы С1 и С2 должны быть максимального качества!
Настройка: резистором R12 устанавливается напряжение на выходе стабилизатора +40В. Затем, после прогрева усилителя (ждём 20-30 минут и регулятор громкости выкручиваем на минимум) резистором R1 устанавливаем на эмиттере транзистора Т3 напряжение равное половине напряжения питания (+20В). Настройка закончена.
Под руку подвернулся старый корпус от какого-то КИПовского прибора и радиаторы от старых процессоров Celeron, в результате конструкция получилась такой:
Для любителей экспериментов предложу ещё один вариант:
Здесь входной каскад работает как преобразователь напряжение-ток и выходной транзисторный каскад имеет токовое управление (как в принципе и должно быть). На звучании это сказывается координальным образом. При прослушивании на тех же наушниках, что использовались и для первой схемы, складывается впечатление, что у них изменился тональный баланс — стал ровным, уходит весь звон и резкость, высокие становятся бархатные, как в «очень ламповых» схемах. При этом детальность не страдает. Кроме того, странным образом появляются атмосфера и зал у вас в голове, особенно на концертных записях. Без дополнительных «примочек» имеем практически объемное звучание, музыканты уже не пытаются ужаться между вашими ушами.
Но, увы, есть и ложка дёгтя. На многих записях соло-гитара именно на сольных партиях уходит куда-то за кулисы… Хотя должна быть «впереди планеты всей».
Получился очень интересный по звучанию вариант и, что странно, многим принимавшим участие в прослушивании понравился. Всё зависит от ваших музыкальных пристрастий, так что настоятельно советую попробовать.
Удачных экспериментов!
В ходе эксплуатации данного усилителя, а также при повторении конструкции выявилась следующая особенность: из-за низкого напряжения питания при использовании некоторых экземпляров ламп наблюдается сеточный ток. Это не совсем корректный режим для лампы, кроме того на входе усилителя появляется постоянное напряжение (порядка 0,5В), что требует применения разделительного конденсатора.
Выявить наличие тока сетки довольно просто: надо измерить постоянное напряжение на эмиттере транзистора Т3 (при отключенном источнике сигнала). Если при вращении регулятора громкости напряжение на эмиттере меняется в широких пределах (2-5В), значит ток сетки присутствует и лучше принять меры для его устранения.
Для этого достаточно снизить ток через лампу. Для чего достаточно увеличить номинал катодного резистора R5. На экземпляре усилителя в редакции «РадиоГазеты» номинал был увеличен до 510 Ом, при этом напряжение на эмиттере транзистора Т3 при вращении регулятора громкости от минимума до максимума изменялось на 0,4В, а постоянное напряжение на входе усилителя составило всего 18мВ.
Главный редактор «РадиоГазеты»
Печатная плата для этой конструкции не разрабатывалась.
Здравствуйте! Спасибо за статью. Поделитесь пожалуйста рисунком печатной платы усилителя с блоком питания. Желательно в формате LAY. Спасибо.
На вопросы ответил, как просили, по почте.
Связаться с нами можно: через пункт в верхнем меню «Редакция» — заполняете форму и письмо прилетит прямо на электронку Главного редактора.
Или в группе «ВКонтакте», написав в соответствующей теме.
Как с вами связаться можно ? Есть вопросы , у меня трансформатор ТА89 на нем 28 вольт выдает и 6вольт думаю. Что то хорошее собрать со вкусом , под рок и немного электроники какую бы схему выбрать? Дело в том что у меня наушники есть и 10 Ом и 38Ом нестандартный импеданс , напишите мне в электронке
А ИТУН для наушников не пробовали? Распаяв на каждый канал по тюльпану.
Когда человек пытается разобраться — это похвально, и уж тем более не осуждается.
На схеме к резистору R5 подключен катод лампы.
Цепи накала обычно стандартные, интереса не представляют (можете запитать переменным напряжением, можете постоянным, типа фон будет меньше) и часто, чтобы не загромождать схему, просто не показываются.
Или к резистору R5 подключается как раз таки катод, так понимаю, 3я нога? А нагрев не обозначен на схеме? Прошу прощение за море вопросов, но за ответ буду благодарен.)
Просто я не увидел, куда подключаются катоды. Поэтому и спрашиваю. Или их не надо подключать совсем?
В одном баллоне у 6Н23П заключены два триода. Поэтому:
выводы 4-5 (накал) общие для обоих каналов.
Сетка, выводы 2 и 7 используем в левом и правом каналах
анод, выводы 1 и 6, аналогично,
катоды, выводы 3 и 8 тоже поканально,
9 — экран между триодами, можно заземлить.
Подскажите пожалуйста, а в схеме(на 1 канал) используются только выводы 4, 5 — накал. 1 — анод, 2 — сетка? А экран и катод (9 и 3) разве никуда не подключаются, это никак не влияет на работоспособность? Просто с лампами сталкиваюсь впервые, вот и возникают вопросы.
Да, это стабилитрон…которого в природе не существует 🙂 Моя ошибка. Должен быть КС170А, напряжение стабилизации 6,65…7,35В (паспортное 7В) при токе 10мА. Можно поставить КС175А.
Можно поставить TL431, соответственно изменив схему и пересчитав номиналы резисторов. От этого немного изменится спектральное распределение шума, что на слух вы скорее всего не заметите.
А КС172 это ведь стабилитрон. Но нигде не могу его найти, может подскажите напряжение стабилизации? Вбиваю в поиск это наименование, а он мне выдает в основном КС650.