Sipa 2V

jeszcze jeden wzmacniacz lampowy...

Przedstawiona konstrukcja to wzmacniacz liniowy ze stopniem barwy tony i wzmacniaczem słuchawkowym. Mimo prostoty (a może właśnie dzięki niej) cały układ charakteryzuje się doskonałym brzmieniem. Może być zbudowany w oparciu o elementy stosunkowo łatwe do zdobycia.
Schemat blokowy. Sygnał po prejściu przez regulator poziomu (aktualnie - potencjometr 100k/C, w przygotowaniu przełączany tłumik) trafia do wzmacniacza liniowego o wzmocnieniu 14. Wystarcza to do wysterowania przy typowych źródłach wzmacniacza o czułości +6dB (1.55V). Regulator barwy tonu ma wzmocnienie 1 i może być (i najcześciej bywa...) wylaczony z toru sygnału. wzmacniacz słuchawkowy dostarcza mocy niezbędnej do wysterowania słuchawek a nawet małych głośników. Na wejściu można jeszcze dodać przełącznik źródeł sygnału.

Stopień liniowy

Zrealizowany na podwójnej triodzie ECC802S (oczywiście moze być jej "cywilna" wersja ECC82). Nieblokowany opornik w katodzie pierwszej triody (V1a) powoduje zwiększenie oporu wyjściowego stopnia, ale nie ma to znaczenia, bo następny stopień jest wtórnikiem katodowym. Ma on wystarczająco mały opór wewnętrzny by wysterować praktycznie dowolny wzmacniacz lampowy lub tranzystorowy.

Wzmacniacz słuchawkowy

Przy konstrukcji wzmacniacza mocy (nawet niewielkiego) staje przed nami jak zwykle problem transformatora. Możliwości wybrnięcia jest parę:
  • Stosujemy układ beztransformatorowy. Przy mocy rzedu ułamka wata może się to okazać bardzo sensowne.
  • Projektujemy i zamawiamy transformator (jak mamy szczęście, to może się zdarzeć, że podbierzemy coś typowego).
  • Staramy się wykorzystać to co już mamy.
Wybrałem rozwiązanie ostatnie - zastosowałem mały transformatorek (typu TG 2.5-1-666) stosowany kiedyś masowo w sprzęcie "powszechnego użytku". Jego podstawowe parametry katalogowe (dzięki Gonzo!) to:
  • Uzwojenia (1400+1400):(76+38):76
  • Indukcyjność pierwotna 10H przy 35mA
  • Opór uzwojenia pierwotnego 400 omów
  • przekrój rdzenia 4.8 cm2
Trzeba uważać, by to co wyjdzie nie brzmiało jak stary telewizor:
  • Zakłócenia nieliniowe - wynikają z nieliniowości zmian pola magnetycznego wewnątrz rdzenia w funkcji pola magnesującego. By je utrzymać na przyzwoitym poziomie musimy zmniejszyc amplitude namagnesowania, czyli moc przenoszoną przez transformator. Gdy zastosujemy transformatorek 2-3 W do zasilania słuchawek nie stanowi to żadnego problemu - tu wystarczy ułamek wata...
  • Przenoszenie niskich częstotliwości - krytyczny jest tu stosunek impedancji uzwojenia pierwotnego do rezystancji wewnętrznej lampy (ściślej mówiąc, połłączonej równolegle z impedancją obciążenia). Tani i mały transformator ma zbyt małą indukcyjność uzwojenia pierwotnego, chyba że się go steruje ze źródła o małej rezystancji. Tu leży szansa - gdy zastosujemy transformatorek, który współpracował z pentodą, we wzmacniaczu z triodą, to pasmo od strony niskich częstotliwości poprawi się dramatycznie! Typowa pentoda EL84 ma na przykład opór wewnętrzny około 11 kiloomów, a ta sama lampa włączona w układzie triody - poniżej 2 kiloomów.
  • Przenoszenie wysokich częstotliwości - tu podstawową przeszkodą jest indukcyjność rozproszenia transformatora. "Impedancja rozproszenia" z niej wynikająca powinna być mniejsza niż szeregowo połączone rezystancja wewnetrzna lampy z impedancją obciążenia (przeniesioną na stronę pierwotną transformatora). Ponieważ ta pierwsza musi być mała (patrz wyżej...) pozostaje nam zwiększyć impedancje obciążenia. Jeżeli przyłączymy słuchawki 30 ohm do uzwojenia 4 ohm otrzymamy co chcemy - pasmo sięgające mocno w dziesiątki kHz (kosztem mocy oczywiście - nic za darmo...).
Tyle przydługiego wstępu - teraz konkretne rozwiązania:
W takim (lub podobnym) układzie transformatorek pierwotnie pracował. Zakładam wariant optymistyczny (raczej nieprawdopodobny!) z siatką ekranującą połączoną z odczepem transformatora (tak zwany "ultra linear"). Nie budowałem tego układu (w końcu bywa w starych telewizorach...), ale sądzę że nie da się go zoptymalizować tak, by dobrze przenosił niskie tony.
Pentoda EL83 w układzie triody. Jej oporność wewnętrzna w układzie triody wynosi około 2kohm (pentody: 130kohm), co teoretycznie (a i w praktyce) pozwala zejść z pasmem poniżej 20 herców (bez sprzezenia zwrotnego). Nie jestem fanem wzmacniaczy typu "single ended" (jakaś sensowna polska nazwa?), ale EL83 w tym układzie brzmi bardzo dobrze! Dużo zależy od jakości elektrolitu w katodzie lampy. Element to paskudny, ale wyeliminować go z tego miejsca nie bardzo się da.
Opornik Rf wprowadza sprzężenie zwrotne. Można go nie montować, ale gdy już zdecydujemy się na sprzężenie zwrotne to grozi nam wzbudzenie się wzmacniacza na czestotliwościach radiowych. By tego uniknąć dodajemy w anodzie pierwszej lampy układ RC (10kohm + 200pF).
Pole do popisu jest duże. Układ jest prosty, a rezultaty znakomite - pod warunkiem, że nie zależy nam na dużej mocy. Można próbować użyć innych małych pentod i tetrod strumieniowych mocy w układzie triody, albo podwójnych lamp trioda-pentoda - trzeba pewnie będzie dobrać inny punkt pracy. Można też użyć połączonych równolegle połówek podwójnej triody.
Gdy przyłączymy słuchawki 32 omy do uzwojenia 76 zwojów, to otrzymamy impedancję obciążenia ponad 40 kiloomów. Glośniki możemy przyłączyć do 38 zwojów (ok 20 kohm), lub 76 (ok 10 kohm). Ta ostatnia możliwość daje większą moc (około 1.2 W), ale i (teoretycznie) większe zniekształcenia oraz węższe pasmo (i tak do około 18 kHz). Uwaga: tego typu doświadczenia raczej się nie udadzą z pentodą: by osiągnąć małe zniekształcenia wymaga ona dokładnego doboru impedancji obciążenia!
Tak zostało: wzmacniacz przeciwsobny na podwójnej triodzie ECC813. Doświadczenia z triodami zakończyły się układem przeciwsobnym w klasie A. Przy małych poziomach mocy (słuchawki) nie różni się wiele brzmieniem od poprzedniego, ale jest dużo lepszy przy większym wysterowaniu i obciążeniu kolumnami 8 ohm. Odwracacz fazy pracuje w układzie "concertina". Opornik 2k4 dobieramy taki, by na opornikach 39k odłożyło się po około 80V. Sprzężenie zwrotne przez Rf - patrz wyżej. Ja użyłem 4.7k (ze względu na oporność wyjściową przy sterowaniu głośników).

Ponieważ stopień wyjśćiowy jest przeciwsobny, w transformatorze nie ma składowej stałej i można (a warto!) pozbyć się szczeliny w rdzeniu. Poprawi to znacznie parametry transformatora. Rozbieramy rdzeń i składamy od nowa układając blachy naprzemiennie.
ECC813 to bardzo nietypowa lampa. Można próbować na 6SN7GTA lub innej podwójnej triodzie o mocy anody rzędu 4W (Rosyjska jej wersja 6N8 i 6SN7 bez "GTA" mają o polowę mniejszą moc anodową).
Można też, ograniczając moc do połowy, próbować na bardzo popularnej ECC82. Do słuchawek powinno wystarczyć. Stosując dwie lampy z połówkami połączonymi równolegle powinno się udać. Można użyć dwóch małych pentod lub tetrod mocy włączonych jako triody. Oczywiście do transformatora i lampy będzie trzeba dobrać odpowiednie napięcie zasilania i punkt pracy lampy, czyli opornik w katodzie...

Ostatni układ znosi doskonale obciążenie 8 omowymi kolumnami, oddaje przy tym moc 1.5W i nie obcina znacząco wysokich tonów (czego się mocno obawiałem). W pokoju 25 m2 wystarcza to do całkiem normalnego słuchania muzyki. Nie ma co opisywać - trzeba posłuchać. Niesamowite jakie możliwości tkwią w tych małych triodach!

Regulacja barwy tonu

Po kilku (albo i kilkunastu) próbach pozostałem przy prostym układzie mostkowym (Baxandalla) ze wzmacniaczem na pojedynczej triodzie E83CC (druga połowa lampy pracuje w układzie wtórnika). Dolny potencjometr 1M/A reguluje tony wysokie (możemy częstotliwość progową dobierać zmieniając Cf), a górny niskie (tu dla zmiany częstotliwości dobieramy jednocześnie oba Cn). Dla równomierności charakterystyki w środku pasma istotny jest fakt, że obie strony mostka są sterowane ze żródeł o małej impedancji (wtórników).
Niestety, każdy regulator barwy tonu psuł efekt. Trudno - będzie raczej wyłączony. Próbowałem: mostka z triodą (tak zostało), pentodą (EF86), kaskodą (na E88CC albo ECC82) i układu pasywnego ze wzmacniaczem na pentodzie, triodzie i na kaskodzie - czyli wszystkie klasyczne układy, które przyszły mi do głowy. Masz może cos jeszcze, co można byłoby sprawdzić? Może warto zrobiż tak jak robili nasi dziadkowie - na układach LRC - z indukcyjnościmi? Jwżeli masz jakieś lepsze doświadczenia, to prosze, napisz...

Zasilacz

Zasilacz napięcia anodowego - jak na rysunku. Filtr z dławikiem zdecydowanie poprawia filtrację napięcia zasilania. Warto stosować w prostowniku szybkie diody - w przeciwnym wypadku konieczne są połączone równolegle z każdą diodą układy RC gaszące oscylacje.

Żarzenie lamp stopnia wstępnego i barwy tonu - stałym napięciem 12V (można zastosować na przykład stabilizator 7812 z odpowiednim radiatorem). Wzmacniacz słuchawkowy żarzony jest zmiennym napięciem 6.3V bezpośrednio z transformatora.

Ostatnia zmiana: 5.07.99
Powrót na początek lampowych różności