Г. Гендин, г. Москва
Гендин Г. Особенности конструиирования современных ламповых УЗЧ. - "Радио", 2003, # 1. - с.12, 13.
В последнее десятилетие наблюдается интерес к ламповым усилителям звуковых частот. Редакция журнала решила более подробно познакомить читателей с некоторыми особенностями конструирования современных ламповых усилителей для высококачественного звуковоспроизведения. Эту тему освещает автор ряда книг о высококачественных ламповых усилителях, один из разработчиков телерадиокомбайна "Темп-5" со стереофоническим звуковоспроизведением, получившего "Гран-при" на всемирной выставке в Брюсселе в 1957г.
Возобновлению интереса аудиофилов и радиолюбителей к ламповым усилителям способствовала принципиально новая концепция конструирования ламповых УЗЧ, существенно отличающаяся от принципов построения "старых" усилителей и в чем-то диаметрально противоположная "старым" представлениям, То, что прежде ставилось во главу угла при создании массовом бытовой звуковоспроизводящей аппаратуры, теперь вообще отметается как третьестепенное.
Среди требований, предъявлявшихся в свое время к низкочастотной части, любых радиотехнических устройств, главнейшим была экономичность. От усилителя требовалось минимально возможное потребление от источника питания. В жертву этому приносилось многое: для оконечного каскада, например, режим класса А расценивался как неэкономичный, а классу АВ2 отдавалось предпочтение перед классом АВ1 всюду, где это позволял заданный уровень искажений.
На втором месте стояли требования к весу и габаритам основных узлов УЗЧ, в первую очередь -- выходных и переходных трансформаторов. За ними стояли требования к максимальной технологичности производства, особенно намоточных узлов, и простоте монтажа. Число ламп и деталей в УЗЧ в идеале должно быть минимально, а о том, чтобы использовать детали с пятипроцентным допуском, не могло быть и речи.
В современной концепции высококачественного звуковоспроизведения качество современного лампового усилителя выделяется как основное его преимущество. Всё остальное, без сожаления, приносится в угоду этому показателю. Такие понятия, как экономичность, вес. габариты, стоимость, сложность производства, признаются не только несущественными, но, вообще, и не заслуживающими внимания. Никакие технологические трудности не считаются препятствиями. Сам процесс конвейерной сборки ставится под сомнение, и повторяемость двух сошедших друг за другом с конвейера аппаратов признана необязательной. Об использовании деталей с параметрическим допуском в ±5%, как и прежде, не может быть и речи, но уже по другой причине: большинство резисторов должно иметь отклонение от номинала не более ±1%.
В выходном трансформаторе точность намотки первичных обмоток ограничивается половиной или даже четвертью (!) витка, и разброс значений их индуктивности должен быть минимальным. Что касается трансформаторов, то приветствуется подход: "чем больше - тем лучше''.
Из всех классов усиления по режиму ламп отдается предпочтение классу А, даже если речь идет об оконечных каскадах мощностью в 50 иди 100 Вт. Использование в усилителях полупроводниковых приборов объявляется нежелательным, при этом даже в выпрямителях кенотронам отдается предпочтение перед кремниевыми диодами. Последние в виде исключений допускается использовать в выпрямителях цепей накала ламп.
Каждый изготовленный экземпляр усилителя подвергается индивидуальной регулировке и настройке наподобие концертного рояля, при этом индивидуальный отбор и подбор ламп считается само собой разумеющимся. В отношении выбора типов ламп для оконечных каскадов считается нормальным остановиться на таких “доисторических” триодах прямого накала, как 2А3, если их параметры удовлетворяют требованиям конструктора.
Даже из уже сказанного становится ясно, что говорить при этом о таких понятиях, как экономичность или себестоимость подобных УМЗЧ просто не имеет смысла. Действительно, “средний” по параметрам УМЗЧ с выходной мощностью 20 Вт может потреблять от сети 120...150 Вт и стоить без акустической системы 1500...2000 долларов.
Для радиолюбителей, решивших попробовать себя в этой области конструирования, очень многое на первых порах будет казаться если не странным, то трудно объяснимым. В этой связи следует обратить внимание на специфические особенности конструирования современных ламповых УЗЧ. Эта статья посвящена вопросам выбора радиоламп для современных любительских ламповых усилителей с учетом возможностей отечественного рынка радиокомпонентов.
Разделим лампы на три группы: лампы для оконечных и драйверных (предоконечных) каскадов; лампы для каскадов предварительного усиления; лампы для выпрямителей.
В первой группе при работе в классе А используются только триоды с достаточно линейной анодно-сеточной характеристикой, а также мощные лучевые тетроды или (реже) пентоды, обеспечивающие получение нелинейных искажений не более 0,5% в ультралинейной схеме включения {также в классе А).
Нет смысла перечислять все типы ламп, используемых в оконечных каскадах западными фирмами, поскольку возможное приобретения их отечественными радиолюбителями крайне маловероятна. Тем не менее, учитывая возросшие возможности международной торговли, укажем для отечественных ламп их американские и европейские аналоги.
• 2С3 (американский аналог 2А3) - мощный триод двухвольтового прямого накала, обеспечивающий в двухтактном трансформаторном каскаде в классе А полезную мощность не менее 20 Вт.
• 6С4С -- почти полный аналог лампы 2С3, но с шестивольтовым прямым накалом.
• 6С6С (американский аналог 6B4-G [1] -. аналог лампы 2А3, но с косвенным шестивольтовым накалом.
Эти три типа триодов сегодня используются в оконечных каскадах почти всеми зарубежными фирмами, выпускающими ламповые УЗЧ. Учитывая возможные трудности в приобретении именно этих ламп, для радиолюбителей можно рекомендовать некоторые отечественные триоды - 6СП9П [2] и 6С56П [3]. Эти лампы предназначены в основном для электронных стабилизаторов напряжения, но они вполне пригодны для оконечных каскадов УЗЧ. При этом у этой группы триодов есть немаловажное преимущество: они работают при более низком анодном напряжении. Вследствие этого в выпрямителе блока питания можно обойтись без дефицитных и крупногабаритных оксидных (электролитических) конденсаторов на рабочее напряжение 300-350 В. При необходимости большей выходной мощности УМЗЧ вполне допустимо в каждом плече двухтактного каскада (называемого также "пушпул" или РР в англоязычной аббревиатуре) использовать по две параллельно включенные лампы.
К этой же группе оконечных триодов можно отнести и отечественную лампу 6Н13С (полный аналог американской 6АS7-GT), каждый из двух ее триодов допускает мощность рассеяния на аноде до 13 Вт. Он работает при низком анодном напряжении (90 В) Если оба триода одного баллона соединить параллельно, то, используя в оконечном каскаде две такие лампы, можно получить полезную выходную мощность не менее 20 Вт.
Более скромным представляется выбор мощных лучевых тетродов и оконечных пентодов для выходного двухтактного каскада по ультралинейной схеме включения (в обычной схеме включения они вряд ли пригодны для современных УМЗЧ) Здесь самыми лучшими можно считать немецкие лампы ЕL-34 и ЕL-12 [1] Полным отечественным аналогом первой из них (если не говорить о качестве) является лампа 6П27С, аналога второй нет среди отечественных и американских ламп
Наконец, допустимо использовать специально предназначенную для схем кадровой развертки цветных телевизоров лампу 6П41С. Что же касается выходных ламп для строчной развертки телевизоров, они в силу своих специфических особенностей для оконечных каскадов УМЗЧ малопригодны из-за крайне низкого КПД в классе А.
Если радиолюбителя устроит неискаженная выходная мощность в 10 Вт (обычно достаточная для жилой квартиры), лучше всего применить самый распространенный в свое время в мировой и отечественной практике оконечный пентод типа ЕL-84, аналогом которого была отечественная лампа 6П14П (6П14П-В).