В журнале «Радиохобби» была опубликована статья с описанием гибридного усилителя Владимира Креймера. Основная идея: найти достойную альтернативную замену выходному трансформатору в ламповом усилителе. Часто именно этот моточный узел сводит «на нет» все усилия радиолюбителя.

По сути всем известный эмиттерный повторитель тоже является трансформатором сопротивления. Им автор и попытался заменить моточное изделие.

Исходный вариант схемы представлен на рисунке:

Это усилитель класса «А» с выходной мощностью порядка 8Вт. Для оптимального согласования величина эмиттерного резистора (R3) должна быть равна сопротивлению нагрузки.

В статье указывалось, что данная схема может быть неплохой основой усилителя для наушников. А почему бы не попробовать?

Получилась следующая схема:

Увеличение по клику

Здесь биполярный транзистор заменён на полевой. Ток покоя составляет 100 мА, задается резистором R4. Внимание: значение этого сопротивления сильно зависит от экземпляра лампы! При отладке схемы в одном канале получилось 10 кОм, в другом 6,8 кОм. Так что для каждой половинки лампы резистор надо подбирать отдельно.

Значение резистора R6 должно быть равно сопротивлению наушников. Так как схема проверялась с наушниками Sennhaiser, у которых сопротивление 64 Ом, то и на схеме указан соответствующий номинал.

Небольшую обратную связь на резисторе R5 по переменному току можно убрать, зашунтировав его конденсатором:

Увеличение по клику

Кстати, звучание в таком варианте мне больше понравилось.

Резистор R7 служит для заряда конденсатора С2, что устраняет неприятные щелчки при подключении наушников ко включенному усилителю.

Предложенная схема однотактная, что, соответственно, накладывает на источник питания дополнительные требования в плане подавления пульсаций и фона сети. Уделите ему особое внимание при повторении.

Как любое устройство на электронных лампах усилитель требует предварительного прогрева. Но звучание его того стоит. Усилитель уверенно вытеснил со стойки все ранее использовавшиеся усилители для наушников.

В плане улучшений: заменить лампу на низковольтную 6Н27П (труднодоставаемая), зашунтировать конденсаторы С2 и С3 пленочными, небольшой ёмкости.

Очень часто при просмотре фильмов и прослушивании музыки на кухне громкости ноутбука не хватает, и в связи с этим появилась необходимость собрать простой УНЧ небольшой мощности. Ранее наткнулся на схему гибридного УНЧ Владислава Креймера "Экстремально простой гибридный УНЧ", и выбор пал на нее.

Характеристики усилителя:
Диапазон воспроизводимых частот: 20-20000 Гц
Выходная мощность: ~ 0.7 Вт на канал
Чувствительность: 600 мВ.
​ Коэффициент нелинейных искажений не более: 1%.

Вот, собственно, схема одного канала.

Схема проста, как дважды два, и собрать усилитель по ней не представляет никакого труда.

Усилитель собирался полностью по приведенной схеме, за исключением лампы, я использовал 6Н28Б-В (она более низковольтная, на аноде 50 Вольт). Транзисторы использовал с индексом "Г"

Резисторы мощностью не менее 2 Ватт. Питание от импульсного блока питания 12 В, 1.5 А.

Усилитель собран на куске текстолита из радиолы "Ригонда", в качестве радиаторов для транзисторов был использован корпус.

На сборку ушло около часа, при правильной сборке усилитель начинает работать сразу и в наладке не нуждается.

Лампа вошла в режим примерно после 40 минут работы на 3/4 громкости. На прогрев лампы после включения уходит порядка 15-20 секунд, после чего УНЧ полностью готов к работе. Фона в колонках не слышно даже на полной громкости. После нескольких часов корпус (он же радиатор) становится горячим, но рука выдерживает температуру спокойно.

Усилитель звучит хорошо как при прослушивании классической музыки, джаза и рок-н-ролла, так и при прослушивании электронной, насыщенной басами музыки. В общем, то, как звучит усилитель, меня полностью устраивает, след от медвежьей лапы на ухе не позволяет мне описать звук, как обычно его описывают (теплый звук, кристально чистая середина, верха без песочка, хлесткий и динамичный бас и т.д.). При ежедневном использовании по три-четыре часа на протяжении 3-ех недель проблем никаких не возникало, исправно работает и радует слух.

И, в завершение, несколько фото.

Вид спереди

Вид сверху

На фото видно мастерское крепление корпуса к дну пластырем

Монтаж, вид снизу

Монтаж сверху

Разводка сигнальных цепей и цепей питания

Общий вид разобранного усилителя

Видео работы УНЧ:

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Лампа	6Н23П	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	КТ816Г	1			В блокнот
	Электролитический конденсатор	4700мкФ 16В	1			В блокнот
	Переменный резистор	50 кОм	1			В блокнот
	Резистор	1.5 Ом	1			В блокнот
	Резистор

Введение

На многих тысячах страниц воспета красота лампового звука, и для многих, кто вкусил эту необычайную музыкальность, и, не побоюсь этого слова, человечность, ламповое звуковоспроизведение стало пожизненной страстью, ибо становится очевидным, что лучшего в звуковоспроизведении нет и не будет. Но, как показывает суровая практика, далее наступают мучительные годы поисков совершенства, бессонные ночи и опухшие уши:).

Ведь правильный ламповый аппарат необычайно чувствителен к каждому компоненту и при подборе оных результат чаще всего абсолютно непредсказуем. На моей практике, к примеру, неоднократно случалось отказываться от общепризнанных дорогих разъемов в пользу совершенно безымянных китайских экземпляров, потому что именно этот китайско-марсианский сплав металлов именно в этой схеме давал наиболее волшебный результат! И особенная головная боль в истории с ламповыми усилителями с трансформаторным выходом возникает в процессе подбора акустики, ибо, как показывает опыт, то, что с одними колонками даёт воистину Божественный результат, с другими может дать самый отвратительный звук, который вы только слышали:). А подбирать колонки, меняя их как шнуры, согласитесь, не так-то просто. Но годы идут, и голова седеет, да и лень-матушку никто не отменял...

Вот именно на стыке таких полярных соображений и родилась эта схема, она предназначена для тех, кто желает побыстрее начать наслаждаться музыкой, максимально сократив время и мучения на этапе изготовления усилителя.

Кто виноват и что делать?

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Как известно, ключевым звеном усилителя мощности является выходной трансформатор, от него зависит 50, если не 70, процентов звучания аппарата. Изготовление высокохудожественного трансформатора сравнимо с изготовлением скрипки, и это отнюдь не преувеличение. Так что сделать достойный трансформатор в домашних условиях далеко не каждому под силу. К тому же, именно сложные и нелинейные амплитудно-частотные и резонансные процессы, возникающие во взаимодействии трансформатора с акустической системой, порождают капризность и сложность подбора пары усилитель-колонки.

Хотя, конечно, если такой подбор успешно удался, мы в итоге и получаем этот пресловутый замечательный звук. Попытаемся проанализировать ситуацию: на мой взгляд, ключевым моментом является тот факт, что трансформатор является, по сути, конвертором сопротивлений и позволяет высокоомному ламповому каскаду быть нагруженным на низкоомный динамик. Т.е. лампа как бы «чувствует» акустику, что и даёт во многом красивый звук.

Есть ли у нас возможность обойтись без трансформатора, сохранив при этом данный принцип? Оказывается есть! Это всем известный эммитерный повторитель. Он, как и трансформатор, является, по сути, конвертором сопротивлений и его входное сопротивление зависит оттого, что «делается» в эммитерной цепи. На базе эммитерного повторителя и была разработана схема рис. 1.

Описание и параметры

В этой схеме реализован золотой принцип хайэнда - максимальная краткость и простота звукового тракта. Усилитель напряжения выполнен на триоде и формирует общий характер звучания схемы, далее следует усилитель тока на составном транзисторе, который в данном варианте включения вносит в звук минимально возможную окраску. При этом лампа-драйвер (половина двойного триода) напрямую нагружена через эммитерный переход на резистор R3 и нагрузку, исключено даже анодное сопротивление. Однотактный выходной каскад работает в режиме класса А (ток покоя 1,25 А, в виде тепла рассеивается 27 Вт).

Усилитель охвачен мягкой и неглубокой обратной связью за счёт падения напряжения на резисторе R2. В итоге мы получаем весьма благородное, свойственное ламповым усилителям, звучание при практически максимальной простоте и дешевизне изготовления. Звук этого несложного усилителя можно охарактеризовать как прозрачный, детальный, тёплый, с хорошо прорисованной панорамой и весьма динамичный. При этом, благодаря транзисторной «всеядности», практически исключаются сложности с подбором акустики. Это и побудило опубликовать схему.

Я надеюсь, что многие новички (и не только) в сфере лампового звука смогут благодаря ей получить красивое и благородное звучание при минимальных усилиях и затратах. Рассчитан усилитель на нагрузку 8 Ом, выходная мощность около 8 Вт на канал, в зависимости от характера музыкального произведения и того уровня гармоник, который на Ваше ухо ещё воспринимается, как художественный. Этой мощности оказывается вполне достаточно для домашнего звукового комплекса. Чувствительность -0,6 В, что отлично подходит к большинству современных источников сигнала.

Частотная характеристика весьма линейна для ламповых УМЗЧ и снизу ограничивается лишь ёмкостью С1, при указанном номинале мы получаем нижнюю граничную частоту около 5 Гц, что опять же выигрыш, по сравнению с трансформаторным выходом. Хочу пояснить: здесь и далее в отношении вроде бы строгих технических характеристик я часто буду говорить «примерно» и «около», это связано с тем, что на самом деле субъективное восприятие звука часто очень сильно отличается от того, что мы видим на приборах. И так как финальный пользователь данной конструкции – человек, а не осциллограф, то и измерять многие величины мы будем человеком, и настраивать схему под человека.

Детали и конструкция

Данная схема обладает классической ламповой чувствительностью к компонентам! Поэтому к их подбору рекомендую отнестись серьёзно. Начнём с регулятора громкости. Как известно, это весьма критический и сложный узел, из-за плохого переменного резистора мы можем значительно потерять прозрачность и глубину звука! Если у вас нет возможности или желания использовать такие вещи, как ALPS или Riken Ohm, пусть это будет хотя бы тщательно отобранный и приведённый в порядок советский СПЗ максимальной мощности, не забудьте почистить скользящие металлические контакты, обеспечивающие соединение ползунка с выводом резистора! Главное - не ставить дешёвые современные импортные резисторы. Очень хороший вариант - сделать ступенчатый регулятор на основе советского многопозиционного переключателя с посеребренными контактами, благо их легко достать на радиорынках. Схема такого регулятора на рис.2.

При проектировании данного регулятора ставилась задача получить максимальное качество. И действительно, в цепи источник - сетка лампы всего один резистор и ни одного контакта, в цепи сетка - земля один резистор и один контакт. Правда, в итоге мы имеем изменяющееся от 17,3 до 29,5 кОм входное сопротивление усилителя, но для большинства современных источников сигнала это абсолютно приемлемо. Если необходимо получить большее входное сопротивление, например, для подключения к ламповому источнику, пропорционально увеличьте номиналы всех резисторов на требуемую величину.
Сдвоенный переключатель должен быть с перемыканием соседних контактов в момент коммутации (иначе при переключении на малых громкостях будут неприятные броски громкости), его, конечно, тоже необходимо тщательно почистить и привести в порядок (посеребренные контакты необходимо чистить ученической резинкой, ни в коем случае не используйте лезвие или надфиль!).
Постоянные резисторы двухваттные, вполне подойдут МЛТ. Не поленитесь для левого и правого канала регулятора отобрать резисторы максимально близких номиналов! Монтировать их нужно прямо на переключателе.
Регулятор громкости рекомендую делать сдвоенным: это гораздо удобнее в эксплуатации, а возможность регулировать баланс в современной качественной системе, как показывает практика, вещь ненужная. R3 -проволочный 20-ваттный, учтите, что он будет значительно нагреваться! R2 -двухваттный, можно составной (параллельно 1 Ом + 1 Ом МЛТ-2), любители «бархатности» звука могут попробовать угольные ВС.
Изменяя сопротивление R2 в пределах 0,2-1,2 Ома, мы будем получать различную глубину обратной связи и соответственно различный коэффициент усиления, и уровень гармоник. Уменьшая сопротивление, мы будем получать большую чувствительность и более «тёплый» и «жирный» звук, увеличивая - меньшую чувствительность и большую прозрачность.

Лампу Л1 рекомендую подыскать производства 60-70-х годов, при этом есть смысл послушать как простой, так и ЕВ вариант 6Н23П, они звучат по-разному. Любители особой прозрачности и лёгкости звучания могут попробовать ЕСС88 (цоколёвка та же), в частности старые Tesla или RFT с позолоченными «ножками» будут очень хороши. Лампу необходимо выбрать с низким внутренним сопротивлением, так, что бы на эммитере Т1 было напряжение 10-12,5 В.

Составные транзисторы Т1 могут быть с любой буквой, желательно отобранные по максимальному коэффициенту передачи. КТ825 советских времён дают, на мой взгляд, более прозрачный звук, современные - более бархатистый. Можете попробовать сделать составной транзистор самостоятельно. К примеру, интересное мягкое звучание дает пара КТ3107И + КТ816, а большую прозрачность даст КТ3107И + КТ818 (в этом случае нужно будет подобрать лампу с большим внутренним сопротивлением, в крайнем случае, добавить анодный резистор). Транзистор размещается на радиаторе площадью не менее 1000 см2. Лучше не использовать электрическое изолирование транзисторов от радиатора, а разместить их на раздельных радиаторах, изолированных друг от друга и от корпуса.

С1 и С2 желательно зашунтировать неполярными конденсаторами емкостью около 1 мкФ, из наших рекомендую попробовать МБГЧ, МБГП, МБМ, КБГ, звук будет разным и вы сможете подстроить его согласно личным пристрастиям. Особенно это резонно, если вы используете дешёвые импортные электролиты. Можете попробовать отечественные электролиты советских времен, в некоторых случаях они звучат весьма интересно.

Дроссель фильтра питания Др1 содержит не менее 300 витков провода 0,3 - 0,5 мм, намотанных на железе от сетевого трансформатора габаритной мощностью 10-20 Вт. Отличный вариант - сгоревший трансформатор от китайского магнитофона, намотанный до заполнения. Сопротивление дросселя постоянному току 1-2 Ома. При расчёте и изготовлении сетевого трансформатора учтите падение напряжения под нагрузкой, в итоге мы должны получить на верхнем контакте R3 напряжение около 22 В. «Ленивый» вариант - приобрести готовый трансформатор -10+10 В 3 А и питать накал лампы через гасящий резистор 11,3 Ом 2 Вт. Диодный мост на ток 10-20 А.

Настоятельно рекомендую сначала собрать усилитель в макетном варианте со всеми предполагаемыми деталями, разъемами, проводами и припоем и отстроить его, подобрав лампу по внутреннему сопротивлению. Только добившись подбором компонентов желаемого звучания, можно собрать его окончательно в корпусе.

Рекомендуемый окончательный монтаж следующий показан на рис.3. Детали размещаются, как на принципиальной схеме - по ходу сигнала с минимальной запутанностью. Монтаж навесной, максимально использующий выводы самих деталей, монтажный провод сечением 1-1,5 мм2, соединения минимальной длины. Провода накала следует скрутить вместе. Общие провода все сходятся в одной точке, расположенной рядом с С2, там же осуществляется заземление корпуса. Через корпус никакие токи течь не должны!

Лампу Л1 можно припаять, исключив потери качества в панельке и контактах, при анодном напряжении в 12 В менять Вам её придётся очень и очень не скоро:) . Хороший вариант - разместить входные разъемы на передней панели рядом с R1 и Л1, а вот сетевой выключатель наоборот отодвинуть подальше на заднюю панель.

Т1 и R3 должны иметь хорошую вентиляцию, т.к. в сумме на двух каналах будет выделяться в виде тепла около 60 Вт, хорошо их вынести наружу, например, на верхнюю панель, придав усилителю «винтажный» вид.

Налаживание

Так как главная отладка произошла у нас на макете, то наладка готового усилителя сводится к контролю напряжения на эмиттерах Т1" и Т1" правого и левого каналов (мы должны получить требуемые 10-12,5 В). И контроль,чтобы усилитель не «гудел» и не возбуждался. Если усилитель «гудит», проверьте правильность развода земли, экранировку и изолируйте входные разъемы от корпуса. В случае самовозбуждения на высоких частотах включите сетки Л1 через фильтры-пробки, состоящие из 15 витков монтажного провода, намотанных на небольших ферритовых кольцах.

Сбалансировать каналы по коэффициенту усиления в случае ощутимого разброса между триодами лампы можно подбором резисторов R2, но рекомендую использовать естественный разброс между экземплярами, а не довешивать дополнительные резисторы.

Напоследок любителям «жирности» звучания рекомендую попробовать зашунтировать R2 конденсатором емкостью 4700 мкФ, исключив обратную связь. При этом в несколько раз возрастёт чувствительность усилителя и немного упадёт выходная мощность. Также скажу, что на основе этой схемы можно создать превосходный усилитель для наушников, сделав номинал R3 равным внутреннему сопротивлению оных и пересчитав соответствующим образом R2, а также все токи и мощности.

Примечания

1. Попробуйте 6Н27П - лампу, специально разработанную для работы с низким анодным напряжением (до 30 В).
2. Составные транзисторы КТ825 попробуте заменить на 2SA1216 , а первым транзистором применить либо полевой, скажем IRF9610 , либо биполярный ВС640, 2SA1145 и подобные. При этом необходимо рассчитать (или подобрать) нагрузочный резистор для первого транзистора, чтобы обеспечить работу в оптимальных режимах обоих транзисторов. Применение первым маломощного полевого транзистора выгодно в том плане, что можно установить требуемый и оптимальный режим лампы подбором анодного сопротивления. Можно попробовать весь этот составной «компот» заменить на специальный звуковой полевой транзистор 2SK1058 , также подобрав анодный резистор.

Успехов и отличного звука!
Владислав Креймер, г. Донецк

Читательское голосование

Статью одобрили 32 читателя.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Помимо ограничения сверху полосы усиливаемых частот, это приводит и к возрастанию нелинейных искажений. От негативного эффекта Миллера свободен каскад с общим сто­ком — истоковый повторитель (рис.2), но он не обладает усилением по напряжению и, кроме того, для однополярного питания с заземленным минусом требу­ет использования полевого транзистора с Р-каналом, аудиофильская номенкла­тура которых несравнимо уже, чем N-канальных.

Оригинальное схемное ре­шение, предложенное Стивеном (рис.3), позволяет обойти упомянутые недостатки. По сути схема рис.3 отли­чается от рис. 1 тем, что входное напря­жение InputSignal прикладывается не между затвором и истоком, а между затвором и стоком мощного N-каналь-ного полевика. Очевидно, что на рис.3 транзистор оказывается включенным по схеме истокового повторителя и работа­ет в режиме класса А. Правда, источник питающего напряжения PSU в таком схемном решении оказывается «плава­ющим», т.е. для стереоварианта придет­ся делать два независимых блока пита­ния, но это не критично для любителей High-End. Под знаком генератора тока Current_Source в рис. 1-рис.3 подразумевается заимствованный у Нельсона Пэс-са и запатентованный последним усо­вершенствованный активный генератор тока, известный как Pass Aleph (патент США #5,710,522). Полная схема каска­да показана на рис.4.

Здесь собствен­но усилительный транзистор Q1 соответ­ствует схеме рис.3, дополненной эле­ментами R2-R4C2 и триммером Bourns, задающими начальное смещение Q1, а также антивозбудным R1, включенным последовательно с затвором. На мощ­ном полевом Q2 и биполярном Q3 сфор­мирован активный генератор тока l=U63Q3/R3=2 А. Резистор R10 форми­рует напряжение, пропорциональное выходному току каскада, которое через цепочку C5R11 поступает в базу Q3 и таким образом слегка изменяет ток ге­нератора тока в такт со звуковым сигна­лом, улучшая линейность и повышая мак­симальную выходную мощность (это соб­ственно и есть принцип Pass Aleph). Входной усилитель напряжения выпол­нен на двойных триодах по схеме Джо­на Бруски Айкидо (рис.5).

Первый кас­кад — усилитель напряжения на лампе Via с общим катодом, нагруженный на актив­ную нагрузку на аналогичной лампе V1b. В связи с равенством режимов V1 а и V1 как по току, так и по напряжению, они взаимно компенсируют нелинейность друг друга. Коэффициент усиления по напряжению этого каскада при исполь­зовании двойного триода 6CG7 (отеч. аналог 6Н8С) равен примерно 10. Вто­рой каскад схемы Айкидо представляет собой катодный повторитель V2a, нагру­женный на симметричный генератор тока V2b. «Изюминкой» является подача на сетку V2b вполне определенной (R15=R16(u.-2)/(u+2), где и — коэффици­ент усиления лампы) части пульсаций напряжения питания, что позволяет прак­тически полностью компенсировать про­никание пульсаций на выход Gain Stage Output (без этой компенсации пульсации на выходе равны половине пульсаций питающего анодного напряжения). Пол­ная схема гибридного усилителя Сти­вена Мура, названного им ZenKido (со­кращенное составное от ZenAmp + Aikido), приведена на рис.6. Анодное питание 300 В формируется двухполупе-риодным кенотронным выпрямителем на лампах EZ81 (аналог 6Ц4П), сетевой трансформатор Hammond 270 АХ имеет вторичную обмотку 50 мА 480 В с отво­дом посередине. Накалы половинок ламп V1 и V2 соединены последователь­но и питаются постоянным напряжением с 12-вольтового интегрального стабилизатора LM317. Накальный сетевой транс­форматор Hammond 161G28 имеет вто­ричную обмотку на 14 В, 1 А. Мощный выходной каскад питается от отдельно­го выпрямителя 47 В, 2 А с П-образным сглаживающим фильтром на индуктивно­сти L1, обрамленной с обеих сторон кон­денсаторами по 50000 мкФ х 63 В. На полевом транзисторе Q4 выполнен ак­тивный сглаживающий фильтр (умножи­тель емкости) и стабилизатор напряже­ния, обеспечивающие плавное (постоян­ная времени R13C7) нарастание питаю­щего напряжения при включении и ис­ключающие заметные на слух «щелчки». Автор не удержался от соблазна «засу­нуть» цепочку Pass Aleph (R15C8) и в блок питания, чем добился повышения максимальной выходной мощности на пиках сигнала без увеличения рассеива­емой в состоянии покоя. Транзисторы Q1 и Q2 рассеивают по 50 Вт, Q4 -14 Вт, а интегральный стабилизатор LM317 — 3,5 Вт, поэтому их необходимо снабдить со­ответствующими радиаторами: Q1 и Q2 автор установил на литые ребристые Aavid 65535 с тепловым сопротивлени­ем 0,18 °С/Вт. На нагрузке 8 Ом усилитель развивает максимальную мощность 27 Вт.