Н. ТРОШКИН, г. Москва

Схемотехника ламповых усилителей-корректоров. - "Радио", 2003. - N10. - С. 14, 15, 16, 17.

 

В статье автор делится опытом построения высококачественных ламповых предусилителей-корректоров для проигрывателей грамзаписи. Такие усилители отличаются большой перегрузочной способностью. Их высокая чувствительность предъявляет особые требования к источнику питания и защите от внешних наводок. Краткий анализ схемотехники подобных устройств позволит более критично и взвешенно оценивать сведения, имеющиеся в популярной литературе и Интернете.

Редакция журнала "Радио", однако, считает, что рекомендации по ограничениям в применении ООС в усилителях-корректорах следует воспринимать с учетом сведений об особенностях проектирования усилителей с общей ООС, изложенных, в других наших публикациях.

В последние годы компакт-диск, безусловно, является наиболее массовым видом музыкального носителя. Процессы цифровой обработки аудиосигналов непрерывно и весьма интенсивно совершенствуются, но несмотря на это, субъективно ощущаемое качество воспроизведения современных компакт-дисков зачастую с трудом приближается к уровню, достигнутому механической звукозаписью 35-40 лет тому назад! Кроме того, как ни странно, вместе с ростом популярности компакт-дисков наступил и "виниловый ренессанс" записей, произведенных 40 и более лет тому назад.

Именно возможность достижения высокого уровня субъективного, эмоционального и эстетического восприятия и объясняет интерес серьезных любителей музыки к аппаратуре воспроизведения грамзаписи. Один из важнейших компонентов этой аппаратуры - усилитель-корректор (УК). Вниманию читателей предлагается несколько вариантов таких устройств, где в качестве активных элементов применены как радиолампы, так и полупроводниковые приборы. Заметим, что в отличие от ламповых усилителей мощности, где в наши дни нередко используется схемотехника 20-50-х годов прошлого века, в отношении предусилителей подобный подход нецелесообразен. Классические УК в большинстве состоят из двух-четырех типовых усилительных каскадов с емкостной связью, охваченных достаточно глубокой общей ООС. Элементами этой ООС и формируется нужная АЧХ (рис. 1). В УК нередко применяют катодные и иные повторители.

Убедительным основанием для использования громоздких и чувствительных к вибрациям усилителей на лампах может служить, по мнению автора, лишь безусловное, субъективно оцениваемое потребителем преимущество над аналогичным (по уровню доступности) устройством на полупроводниковых приборах. В этих УК представляется желательным применение распределенной по каскадам усиления RIAA-коррекции (в том числе с катушками индуктивности). Кроме того, высокой линейности усилителей стараются достигать без использования общей и, по возможности, местной ООС. В сигнальном тракте минимизируют число переходных конденсаторов, нередко отказываясь от катодных повторителей.

Кстати, автор не разделяет мнения о недопустимости введения полупроводниковых приборов в усилительный тракт, о необходимости использования исключительно триодов с низким значением "m", о каких-то особых принципиальных преимуществах прямонакальных катодов и прочих "кардинальных средств". Напротив, абсолютно оправданно разумное сочетание в аудиотехнике положительных свойств полупроводниковых и электровакуумных приборов. Можно утверждать, что накопленный в период "лампового ренессанса" опыт позволил выявить ранее не очевидные, но принципиальные недостатки активных и пассивных компонентов, а также издержки общепринятой идеологии построения устройств на транзисторах. Это помогло наметить пути значительного улучшения звуковоспроизведения грамзаписи.

Напомним читателям, что магнитные преобразователи головок звукоснимателей условно подразделяют на следующие группы.

Группа 1 - головки с номинальным выходным напряжением порядка 2...4 мВ, рассчитанные на подключение к предусилителю с входным сопротивлением 47 кОм и общей входной емкостью 100...250 пФ (внутреннее сопротивление таких головок - 1 ...2 кОм). В этом случае требуемое усиление усилителя на частоте 1000 Гц составляет 50...60 дБ. К этой группе относится большинство головок типа MM (Moving Magnet) и головки МС (Moving Coil) с повышенной чувствительностью. Любопытно, что некоторые известные фирмы (Shure, Grado и т. п.) в последнее время стали выпускать специальные вставки с иглами для проигрывания обычных грампластинок ("на 78 оборотов") к известным серийным моделям своих ММ головок.

Группа 2 - головки с номинальным выходным напряжением 0,2...0,3 мВ, для которых оптимальное значение нагрузки равно около 1 кОм (внутреннее сопротивление таких головок порядка 40...50 Ом), а необходимое усиление достигает 70...80 дБ. К этой группе относятся распространенные типы МС головок.

Группа 3 - головки с номинальным выходным напряжением порядка 15...20 мкВ, внутренним сопротивлением около 3 Ом. Для них требуется нагрузка сопротивлением порядка 100 Ом и усиление до 90...100 дБ (правда, такие головки встречаются нечасто).

Как правило, все головки 3-й группы, а нередко 2-й, работают в комплекте со специальными согласующими трансформаторами, позволяющими использовать стандартные предусилители, спроектированные для головок 1-й группы. Кроме того, применение трансформаторов позволяет повысить отношение сигнал/шум и облегчить борьбу с фоном переменного тока сети. Однако стоимость таких трансформаторов весьма велика - до 1000...3000 долларов США. Минимально достижимое эквивалентное сопротивление внугриламповых шумов в лучшем случае не ниже 100 Ом, из-за чего чисто ламповый предусилитель для головок 2-й группы неизбежно имеет неважное соотношение сигнал/шум, а для головок 3-й группы - вообще неприемлемое. Альтернативой трансформатору в этом аспекте могут быть лишь каскады на малошумящих полевых и биполярных транзисторах. Если все же изготавливают именно ламповый, а не, скажем, гибридный предусилитель для МС головки, то входной триод должен быть с низкими собственными шумами (например, 6Н23П, 6Н24П, 6СЗП).

Для относительно высокоомных головок 1-й группы входной каскад УК целесообразно сделать с малошумящим пентодом, например, 6Ж32П (аналог EF-86), 6Ж9П и т.п., так как, в отличие от триода, он имеет ничтожную динамическую входную емкость. Замечу попутно, что специализированный "звуковой" пентод 6Ж32П, нередко причисляемый к малошумящим, на самом деле наименее "фонящий" при питании его нити накала переменным током и достаточно устойчивый к микрофонному эффекту. Также эта лампа отличается высокой линейностью даже при значительных амплитудах усиливаемых сигналов и экономичностью, по шумовым свойствам уступая пентодам 6Ж9П, 6ЖЗП, 6Ж1П.

В УК возможно применение и раритетных октальных ламп, отличающихся повышенными собственными шумами и заметным микрофонным эффектом, но тем не менее любимых многими аудиофилами за исключительные "музыкальные" свойства. Для входного каскада предусилителя часто рекомендуют 6Н9С и ее многочисленные аналоги, реже - пентоды 6Ж7, 6Ж8, EF37 и пр.

Здесь уместно затронуть вопросы конструктивного исполнения УК. Из-за специфического подъема АЧХ по стандарту RIAA либо RIAA-78 (рис. 1), имеющего максимум усиления на частотах 50 Гц и ниже, и малого уровня входных сигналов (при высокой чувствительности радиоламп к вибрациям, а устройства в целом - к наводкам) обязательно полное электрическое и магнитное экранирование. Также следует принять меры по механической виброизоляции, по крайней мере, деталей входного каскада. Например, изолируемые ламповые панели или небольшое субшасси с деталями каскада закрепляют на основном шасси через эластичный (резиновый) амортизатор, а электрические соединения выполняют отрезками мягких проводов (МГТФ, ЛЭШО и т.п.). Лампу закрывают массивным стальным колпаком, который можно обклеить вибропоглощающим материалом. Нужно как можно дальше от предусилителя и проигрывателя отнести трансформаторы питания (желательно с кольцевым магнитопроводом и пониженной рабочей индукцией). В ряде конструкций блок питания вынесен в отдельный корпус.

Важно соблюдать общепринятые для малосигнальных устройств особенности монтажа общего провода и заземления. Как правило, общий провод или медную полосу значительного сечения (2...5 мм2) прокладывают изолированно от шасси и соединяют с ним в одной точке вблизи входного каскада. Применяют также "звездообразное" соединение (star ground), когда все "заземляемые" проводники соединяются между собой и с шасси в одной точке. По мнению автора, нет никаких противопоказаний к использованию печатного монтажа, не принятого самоделыциками ламповых конструкций.

Помимо всего прочего, желательно доработать проигрыватель, обеспечив симметричные (без общего провода) выходы сигналов со стереофонической головки и, по возможности, "развязав" электрически детали тонарма и экранные оплетки выходных кабелей с шасси и прочими "массами" проигрывателя. Общие проводники между всеми компонентами аудиосистемы, а также "заземляющий" провод сетевых шнуров не должны создавать замкнутых контуров. Пример возможного соединения частей электропроигрывателя и предусилителя-корректора приведен на рис. 2.

предусилитель-корректор

Хотя все предлагаемые в статье схемы УК выглядят, можно сказать, азбучно, реализовать преимущества этой простоты можно лишь при условии тщательного конструктивного исполнения и кропотливой наладки. Прототипы этих схем заимствованы автором из таких авторитетных журналов, как "Glass Audio" и "Sound Practices", а также с интернет-сайтов зарубежных аудиофилов, в частности, Jim de Kort и Ervin Wiesbauer [1,2]. Внесенные при макетировании изменения объясняются применением иной элементной базы и повышенным уровнем выходного напряжения (1,5...2 В - предельное значение для проигрывателей КД), удобным для согласования с большинством вариантов ламповых УМЗЧ, где считается предпочтительной двухкаскадная структура.

Следует иметь в виду, чтр описанным в статье УК для питания требуются источники высокого напряжения, опасного для жизни, а также высоковольтные конденсаторы с большой энергией заряда (до 100...200 Дж!). Случайное замыкание заряженного конденсатора может привести к расплавлению и разбрызгиванию металла, ожогам и травмам. Поэтому приступайте к повторению описанных конструкций только при полной уверенности в уровне своей квалификации.

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

А теперь перейдем, наконец, к описанию конкретных схем УК. Первый предлагаемый вариант - предусилитель на октальных лампах для ММ головок (на рис. 3 и последующих показаны схемы одного из каналов). Усилитель по этой схеме может быть построен и на пальчиковых лампах. Аналоги для двойных триодов таковы. Лампа 6Н8С - близкий аналог 6SN7-GT, 5692, ЕСС32, ЕССЗЗ (октальные), ЕСС82, Е82СС, ECC802S, 12AU7 (пальчиковые); при незначительной корректировке номиналов элементов подойдут отечественные 6Н1П, 6Н6П, 6Н14П и сверхминиатюрные 6Н16Б, 6Н18Б. Лампа 6Н9С - близкий аналог 6SL7-GT, 5691, ЕСС35 (октальные), 5751 (пальчиковые), ЕСС83, Е83СС, ECC803S, 12АХ7; отечественный пальчиковый 6Н2П - приближенный аналог; из сверхминиатюрных подойдут 6Н17Б и 6С7Б (одинарный триод). Нередко встречаются 6Н2П с повышенным шумом в звуковом диапазоне частот и плохой изоляцией между катодом и подогревателем.

Аналоги лучевого тетрода 6П6С - 6V6-GT (октальный), EL90 и отечественные 6П1П (пальчиковые); также близки по параметрам экзотические 6Ф6С и импортные 6F6. В выходном каскаде возможно также параллельное включение двух триодов лампы 6Н30П, для которых снижают напряжение на аноде до 80 В и изменяют некоторые номиналы резисторов (R13 - 12 кОм, R14 - 130 Ом).

При конструировании УК со сверхминиатюрными лампами следует учитывать, что они имеют несколько меньшую допустимую рассеиваемую анодом мощность, превышение которой приводит к очень быстрому выходу их из строя.

Предварительным отбором деталей желательно обеспечить идентичность двух каналов усиления с разбросом параметров пассивных компонентов не более 1 %. Особенно это относится к элементам, формирующим АЧХ (R4, R8, R11, С3, С4, С9). Можно применять резисторы типов С2-23, С2-29, МЛТ, С1-4; а элемент R13 - С5-16МВ, С5-35В или ПЭВ. Будьте осторожны в отношении встречающихся иногда советов по использованию старых углеродистых резисторов ВС, так как из-за старения часто их шум возрастает, а изменение фактического значения может достигать 20...25 % относительно номинала даже для ряда Е24.

Конденсаторы С1, С7, С13 - типов К50-24, К50-29 или импортные (Rubicon, Weston и т.п.), обязательно фольговые. Конденсаторы серий К52-Х, К53-Х, ЭТО для сигнальных цепей не рекомендуются. Элементы С2, С6, С8, С12, С14, С17 могут быть К73-4, К73-16, К73-17, МБГО или серии К42-Х, а С3, С4, С9, С10 - К78-2 или им подобные. В позициях С5, С11, С15, С16 желательно использовать конденсаторы типа К78-24, несколько хуже - МБГО, МБГЧ, в крайнем случае допустимо применить оксидные К50-27 (кроме С15). Указанные здесь типы компонентов пригодны и для других описываемых в статье УК.

Конечно, при соответствующих финансовых возможностях можно отдавать предпочтение компонентам так называемого "аудиофильского" качества. Рекомендации на эту тему можно найти на страницах некоторых журналов по технике Hi-Fi и Hi-End, но нередко они носят весьма субъективный характер, иногда идя вразрез с основополагающими законами физики.

При налаживании УК подгоняют к рекомендуемым режимы усилительных каскадов по постоянному току подбором (при необходимости) резисторов R3, R9, R14 и устранение отклонений АЧХ от стандартной RIAA, а также различия в АЧХ двух каналов подбором элементов С4, С9, R8. Емкость См* следует подобрать так, чтобы емкость соединительного кабеля между проигрывателем и предусилителем, входная емкость первого каскада предусилителя (ориентировочно - 40...60 пФ) и емкость дополнительного конденсатора См* в сумме равнялась значению, рекомендованному для используемой головки ее изготовителем.

  

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Следующая схема (рис. 4) является модификацией предыдущей, целесообразной для МС головок 2-й группы. Автор разработки - Arthur Loesch из США. Варианты этой схемы, несколько различающиеся типами применяемых ламп, неизменно популярны среди зарубежных любителей. Журналом "Sound Practices" его разработка отнесена к категории Top End в силу особенностей конструктивного исполнения и организации питания каскадов.

Выходное напряжение базового варианта предусилителя при работе с распространенными головками (например, DEMON DL-103) получается около 0,5...0,7 В. Существенное увеличение этого напряжения возможно, если во втором и третьем каскадах установлены лампы с большим усилением (m > 30). Это может привести к ухудшению перегрузочной способности, если не изменить питающие напряжения и соответственно скорректировать параметры компонентов. Напротив, уменьшив усиление второго и третьего каскадов УК, его можно адаптировать к ММ головкам, получив прекрасные результаты.

Применение гальванических элементов в качестве источника напряжения смещения упрощает борьбу с наводками и позволяет отказаться от катодных резисторов и конденсаторов, что благоприятно влияет на звук. Срок службы элементов практически определяется их саморазрядом и может составлять два-три года. Необходимо лишь обеспечить надежный, неокисляющийся контакт с выводами элементов, а во избежание повреждения от нагрева и утечки электролита - защиту от тепла, выделяемого лампами. Кстати, в студийной аппаратуре 40-50-х годов иногда предпочитали полностью батарейное питание входных каскадов микрофонных усилителей.

Это направление - для аудиофилов-экстремистов; для остальных замечу, что из-за фиксированного смещения все каскады описываемого предусилителя требуют хорошо стабилизированных источников всех питающих напряжений, в том числе и накального. В исходной публикации Arthur Loesch указывает, что блок питания содержит по отдельному стабилизированному источнику анодного напряжения на каждый каскад в каждом канале (т.е. всего 6!).

 

Оригинальное устройство выполнено на секционированном шасси из толстого медного листа. Все конденсаторы - фольговые (медная фольга и фторопластовый диэлектрик), резисторы - прецизионные (допуск не более +-0,5 % ) проволочные и металлопленочные, оксидные конденсаторы - из топовых серий "Black Gate". Монтаж выполнен с применением фирменных серебряных проводов и специального серебросодержащего припоя. Этот пример показывает, что высокие качественные показатели ламповых устройств достигают не за счет усложнения структуры усилительной части, а за счет тщательного исполнения; причем, как минимум, наполовину успех определяет качество блока питания.

Таблица 1

Тип VL1

Еа, В

Ua, В

la, мА

R3, Ом

R4, кОм

6С45П

200

87

22

22

5,1

6С2П

160

90

9

56

8,2

3П, 6С4П

200

100

15

39

6,8

6Ф12П триод

200

120

5,5

130

15

 Прямой замены лампы 6С45П (либо 6С15П) не существует, импортный аналог 417 (Western Electric) или близкий к ним триод 5842 практически недоступны и дороги, поэтому в табл. 1 (см. предыдущую рассылку) приведены приближенные замены с ориентировочными электрическими режимами. Кроме указанных, возможно применение во входном каскаде некоторых малошумящих высокочастотных пентодов в триодном включении, в частности, 6Ж11П, 6Э5П, 6Э6П, 6Ж52П, а также пентода из 6Ф12П. При использовании триода 6Ф12П рекомендуется включить параллельно резистору R3 конденсатор емкостью 1000 мкФ на 6,3 В. Как и в предыдущем случае, подбор резистора R1 и (при необходимости) подключаемого параллельно ему конденсатора следует осуществить в соответствии с рекомендациями изготовителя используемой головки.

Во втором каскаде возможно применение ламп 6Н1П, 6Н15П и 6Н3П, в которых оба триода нужно включить параллельно. При применении ламп 6Н3П потребуется подбор номиналов резисторов R6, R8.

Войти Зарегистрироваться
Новости
11.12.2017
94-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://... далее>>>
4.12.2017
93-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":  http://www.... далее>>>
26.11.2017
92-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://www.... далее>>>
8.11.2017
91-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://... далее>>>
16.10.2017
90-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://... далее>>>
Последние комментарии
Copyright © RadioNic, 2009-2017
RSS Feed
Follow radionic_ru on Twitter