Однокаскадный ламповый SRPP усилитель мощности на 6Э5П

Схему этого усилителя разработали замечательные аудиоконструкторы, Александр Бокарев и Александр Резвой. Вообще говоря, это семейство усилителей в разные вариантах, в которых, работают разные лампы – 6С15П, 6С45П, 6Э5П их комбинации и по разному, организуется смещение усилительной лампы, что влияет на окраску звука. Усилитель однокаскадный, однотактный, с выходной мощностью 1…3Вт, в зависимости от сопротивления нагрузки.



Схема усилителя очень проста, но несколько непривычна. Упомянутый SRPP – английская аббревиатура, и на нормальном языке зовется – усилительный каскад с активной или динамической нагрузкой или каскод. У этой схемы есть довольно много достоинств и применятся она, чаще всего не в выходных каскадах звуковых усилителей, но вот и сюда добралась. Здесь же, ее первостатейное преимущество по сравнений с классическим однотактным каскадом – отсутствие протекания постоянного тока через выходной трансформатор. Это позволяет сделать последний без немагнитного зазора, что существенно увеличивает индуктивность первичной обмотки и не допустит «завала» АЧХ на низких частотах. А значит, будут басы. Вообще, в этой схеме требования к главному элементу - выходному трансформатору, весьма облегчены. Тем и хороша.

Радиола стоит на столе,
Я смотрю на тень на стене.
Тень ко мне повернулась спиной,
Тень уже не танцует со мной.

Какие-то скрипки, где-то впились
В чьи-то тонкие плечи.
Эта музыка будет вечной,
Если я заменю батарейки.

Наутилус Помпилиус – «Эта музыка будет вечной»

В ламповых схемах звуковых усилителей, есть еще один участок, построение которого, вносит заметную окраску звука – смещение усилительного каскада. На схеме выше, оно организовано резистором R7, шунтированным электролитическим конденсатором и называется «автоматическое». То есть, нужное напряжение получается при прохождении тока анода через сопротивление резистора. Экспериментальным путем, выяснено, что лучше всего звучат усилительные каскады в катодах которых нет резистора (или стабилитрона – еще один способ). Это позволяет сделать «фиксированное» смещение – подача отрицательного напряжения на сетку лампы. В мощных усилительных лампах, где это напряжение достигает не одного десятка вольт, его подают от отдельного выпрямителя, здесь же, можно применить гальванический элемент. Экспериментами, выяснено, что такой способ предпочтительнее в смысле звучания усилителя.



Фрагмент схемы усилительного каскада со смещением батарейкой. Батарея литиевых гальванических элементов, напряжением 3.6 В, есть в продаже. Более того, существуют варианты с длинными проволочными выводами для пайки, что существенно упрощает дело – паяются элементы вроде часовых, плохо, с риском для их емкости или вообще работоспособности, а маломощная контактная сварка, мало у кого есть.

Каскад со смещением гальваническим элементом, субъективно, звучит очень хорошо и упрощает схему. Из-за высокого сопротивления нагрузки, ток его разряда ничтожен и даже часового элемента, хватает на долгие годы. Однако, требуется периодически проверять его состояние – при уменьшении напряжения смещения (разрядка элемента) анодный ток лампы увеличивается и в конце концов, выходит за пределы допустимого – лампа выходит из строя.

Существуют различные способы контроля, простейший из которых – периодически проверять напряжение «тестером». Надежный и простой способ индикации разряда элемента – включить последовательно, в анодную цепь светодиод, шунтированный резистором. Резистор подбирается таким образом, чтобы при увеличении анодного тока лампы (разряд элемента в цепи смещения), на нем образовалось падение напряжения, достаточное для свечения светодиода.

Что было использовано при работе.

Инструменты, оборудование.
При изготовлении корпуса усилителя применялась циркулярная пила, электрическая дрель, плоскошлифовальная машинка. Набор обычного ручного инструмента – отвертки, плоскогубцы, напильники. Пригодилась ножовка по металлу. Для сверления отверстий в монтажной плате потребовалась сверлилка маленьких отверстий – 1…1.5мм. Для электромонтажа – набор соответствующих инструментов, понятно паяльник, а лучше два – средний и покрупнее, принадлежности к ним. Для лакирования - посуда, кисти, ветошь. Пистолет для термоклея, посуда для приготовления компаунда для заливки. Мультиметр, лучше два. Строительный или специальный фен для работы с термотрубками.

Материалы.
Кроме радиоэлементов, понадобилась толстая фанера для корпуса, тонкая для корпусов конденсаторов, ЛКМ, изоляционная лента, неширокий бумажный скотч, обмоточный провод. Кусочек фольгированного стеклотекстолита, такой же кусочек алюминия 3…5мм толщиной. Монтажный провод, крепеж, термотрубка. Припой (использовал безсвинцовый – олово-серебро-медь), флюс к нему. Капроновые стяжки.

Итак, несмотря на то, что здесь описан именно усилитель, началось все со сборки макета блока питания – высоковольтный выпрямитель-стабилизатор на полевом транзисторе, стабилизаторы накала.



Здесь, проверка работоспособности стабилизаторов, проверка игольчатого радиатора - справляется ли с утилизацией тепла. Поскольку усилитель работает в режиме «А», то ток покоя постоянен и не зависит от выходной мощности – для проверки питания, достаточно имитировать соответствующей сопротивление, накал он накал и есть, ему вообще все равно работает лампа или нет.



Выходной трансформатор, можно конечно и поменьше, но уж гулять так гулять – использован несколько переделанный сетевой трансформатор, на кольцевом магнитопроводе «торроидный», габаритной мощностью 400Вт. Здесь, в отличии от классических выходных трансформаторов требования существенно ниже – минимальное секционирование – половина вторичной обмотки-первичная-вторая половина вторичной. Это если соединять вторичные обмотки последовательно.
Требуемый коэффициент трансформации - 20…22.



Макет одного канала усилителя, конденсаторы – батарея, набрана из конденсаторов с бумажным и бумаго-масляным диэлектриком, принято думать, что их применение очень идет на пользу звучанию лампового усилителя. Мешок их, добытый большим количеством рейсов на блошиный рынок, разсортирован и отобраны бойцы, подходящие по напряжению. Последние, разделены на четыре равные части.
Монтаж макета усилителя ведется навесным способом на куске толстой фанеры, чтобы конструкцию можно было переносить со стола к акустической системе для прослушивания, любопытно-же, что там получилось.



А получилось о-ччень недурно, но в готовой конструкции будет еще лучше – уйдут лишние провода, укоротятся соединения.



Огромная батарея конденсаторов, ясное дело, окультуривалась. По две штуки в отдельную коробку – для оптимизации компоновки усилителя. Вообще, в этой конструкции, принято волевое решение уделить максимум внимания качеству звука, остальное – масса, габариты, выходная мощность – во вторую очередь. Отсюда однокаскадность – меньше искажений, огромные выходные трансформаторы и батареи бумажных конденсаторов.

Да, конденсаторы. Отдельные конденсаторы были аккуратно вынуты из жестяных корпусов, пришлось повозиться с ножовкой по металлу, и сформованы в компактные батареи, по две изолированных друг от друга батареи, емкостью около 100мкф, на напряжение не ниже 500В. «Раздевание» бумажных конденсаторов, по отзывам коллег, благоприятно влияет на звук, ну и существенно уменьшает габариты батареи конечно. Нижние конденсаторы батареи маслонаполненные и снимать с них кожух не стал. Вводы сделаны толстой медной луженой проволокой.



Из тонкой фанеры вырезаны стенки коробок для конденсаторных батарей, после лакирования, коробки склеены термоклеем, в них помещены сами батареи и залиты эпоксидной смолой смешанной с сухим, просеянным песком. В углы коробок, до заливки, вставлены отрезки шпильки М6 с гайкой и усиленной шайбой, чтобы труднее было выдернуть.



Корпус у ламповых схем довольно своеобразный и обусловлен массой и расположением выводов у довольно большого числа «установочных» радиоэлементов – электролитических конденсаторов на высокие рабочие напряжения, трансформаторов, дросселей, ламповых панелек. Эти элементы механически крепятся, часто имеют короткие жесткие выводы с одной стороны, преотлично выполняющие роль контактных лепестков для менее крупных элементов. Крупные элементы крепятся на шасси с небольшим «подвалом», куда выпущены выводы. В подвале шасси, как правило, и осуществляется весь монтаж навесным способом.

На «корпусе» лежит фанерная пластинка для установки разъемов питания – один для подключения напряжения накала ламп, второй для анодного напряжения. Первоначально планировал применить DB-9, вроде тех, что применяются для COM портов системного блока компьютера и панелька для них, подумав, усилил это место на 2РМГ.



Выступающие коробки конденсаторных батарей, служат прекрасной подставкой для усилителя в перевернутом, «монтажном» состоянии, что весьма удобно при настройке и доработках, не нужно выдергивать из панелек лампы, можно вместе с ними включать, мерить нужные параметры. Осталось только установить разъемы питания. Пока, усилитель работал, пропустив провода питания через отверстия для разъемов.



Два брата-акробата. 2РМГ, герметичные, не хухры-мухры, усилитель можно теперь под водой включать. Один для накала, второй для анодного напряжения.



Готовый усилитель, сзади макет блока питания, он будет в отдельном корпусе.



Вид на монтаж, элементы не указанные на схеме – по два резистора 100 Ом каждый, на каждую пару ламп – искусственная средняя точка накала - сильно уменьшает фон.



Подборка схем усилителей аналогичной топологии: