Простые схемы

Открывает наш парад схемотехники High-End одноламповый усилитель В. Борисова (Р-3/76) на лампе типа 6Ф5П, в баллоне которой находятся две самостоятельные лампы -триод и пентод с общей нитью накала. Триод используют в каскаде предварительного усиления напряжения, пентод - в каскаде усиления мощности. Чувствительность усилителя 100 мВ. Выходная мощность, измеренная при входном сигнале частотой 1000 Гц, -1, 5 Вт при коэффициенте нелинейных искажений менее 3%. Полоса частот равномерно усиливаемых колебаний 50... 20 000 Гц.
На вход усилителя можно подавать сигнал от пьезоэлектрического звукоснимателя или от других источников сигналов звуковой частоты. Честно говоря, такая схема рекомендована автором для начинающих, однако, в ней налицо все признаки схемотехники High-End, если, конечно, добавить соответствующую технологию. Да и начинать ведь с чего-то нужно.
Итак, принципиальная схема усилителя приведена на рис. 4. Напряжение звуковой частоты поступает на двухгнездную колодку LU1, параллельно которой включен переменный резистор R1, являющийся регулятором громкости. С движка резистора сигнал подается на управляющую сетку триода Л1а и усиливается им. Чем выше (по схеме) находится движок резистора, тем большее напряжение сигнала на управляющей сетке. Кстати, обозначения на схеме и изображения элементов выполнены в тех стандартах, которые применялись в момент опубликования использованных материалов.

Рисунок 4 Принципиальная схема High-End однолампового усилителя В. Борисова

Для нормальной работы радиолампы на ее управляющую сетку необходимо подать отрицательное по отношению к катоду напряжение смещения. В данном усилителе начальное смещение образуется при прохождении анодного тока через резисторы R3 и R4. Управляющая сетка триода соединена через резистор R1 с " заземленным" проводником и на ней, следовательно, относительно катода действует отрицательное напряжение, равное падению напряжения на катодных резисторах -1, 7 В.
Из-за введения резисторов R3 и R4 между катодом и управляющей сеткой лампы возникает отрицательная обратная связь по переменному току, снижающая усиление каскада. Для ослабления действия этой обратном связи параллельно резистору R3 подключен конденсатор С1.
Резистор R2 выполняет роль нагрузки анодной цепи триода. Создающееся на нем напряжение усиленного сигнала через разделительный конденсатор С2 подается на управляющую сетку пентода Л1б. Усиленный им сигнал НЧ через выходной трансформатор Тр1 поступает на звуковую катушку электродинамической головки прямого излучения Гр1 и преобразуется ею в звуковые колебания. Резистор R8 и конденсатор С7 этого каскада выполняют такую же функцию, что и аналогичные им детали первого каскада.
С помощью конденсатора С6 и резистора R6 создается отрицательная обратная связь по переменному току, необходимая для регулирования тембра звука в области высших частот. Чем выше (по схеме) находится движок переменного резистора R6, тем большее напряжение обратной связи поступает на сетку пентода, тем меньше усиление каскада на высших частотах рабочего диапазона. В таких случаях говорят, что высокие частоты усиливаемого сигнала " срезаются".
Резистор R9, соединяющий незаземленный вывод вторичной обмотки выходного трансформатора с резисторами R3, R4, создает вторую цепь отрицательной обратной связи. Охватывая оба каскада, она позволяет получить более равномерное усиление сигналов во всем диапазоне рабочих частот и уменьшить нелинейные искажения.
Усилитель питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Блок питания образуют трансформатор Тр2 и двухполупериодный выпрямитель на диодах Д1-Д4, включенных по мостовой схеме. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С8. Постоянное напряжение подается на анод пентода Л1б (через обмотку I выходного трансформатора) непосредственно с конденсатора С8, а на экранирующую сетку пентода - через развязывающий фильтр R7C4. Анодное напряжение на первый каскад усилителя подается через дополнительный развязывающий фильтр R5C3. Применение развязывающих фильтров позволяет предотвратить паразитную обратную связь между каскадами через общий источник питания.
Лампа накаливания Л2, включенная параллельно обмотке III трансформатора, выполняет роль индикатора включения усилителя.
Для блока питания можно использовать трансформатор мощностью 40-60 Вт любого типа, в том числе и от ламповых приемников или радиол. На обмотке II должно быть переменное напряжение 190-210 В, на накальной обмотке III - 6, 3 В. Можно применить и самодельный трансформатор, выполненный на сердечнике Ш22Х40. Для напряжения сети 220 В обмотка I должна содержать 1040 витков провода ПЭВ-1 0, 25, обмотка II - 965 витков ПЭВ-1 0, 15, обмотка III - 34 витка ПЭВ-1 0, 6.
Выходной трансформатор Тр1 - ТВЗ-2-1 (унифицированный выходной трансформатор звукового канала телевизоров). Его можно заменить трансформатором от любого лампового радиоприемника или телевизора с однотактным выходным каскадом в усилителе НЧ.
Большая часть постоянных резисторов и электролитические конденсаторы С1 и С7 смонтированы на самодельной монтажной плате, размещенной в подвале шасси возле ламповой панельки. Конденсатор С2 припаян непосредственно к выводам 1 и 9 ламповой панельки (рис. 4), конденсатор С5- к выводам первичной обмотки выходного трансформатора, резисторы R7 и R5 - к выводам положительных обкладок конденсаторов С8, С4 и СЗ. Держатель предохранителя с предохранителем и выключатель питания В1 находятся на задней стенке шасси.
Не следует забывать, что в цепях питания усилителя действуют достаточно высокие напряжения. Поэтому, приступая к испытанию и налаживанию усилителя, надо быть особенно внимательным и, разумеется, не касаться проводников с повышенным напряжением. При замене деталей или изменениях в монтаже усилитель должен быть отключен от сети.
После проверки монтажа по принципиальной схеме резистор R9 следует отпаять от резисторов R3 и R4, а конденсатор Сб - от анода пентода. Спустя 40-50 с после включения питания, когда катоды лампы прогреются, в головке должен появиться слабый фон переменного тока, являющийся признаком работоспособности блока питания и выходного каскада усилителя. Если теперь движок переменного резистора R1 поставить в крайнее верхнее (по схеме) положение и коснуться его незаземленного вывода, например, пинцетом, то в головке должен появиться фон переменного тока. Это признак работоспособности усилителя в целом.
Теперь движок регулятора громкости следует поставить в крайнее нижнее (по схеме) положение, измерить и, если надо, скорректировать режимы работы лампы. Рекомендуемые напряжения па ее электродах, указанные на принципиальной схеме, измерены относительно общего (" заземленного" ) проводника питания вольтметром с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В. Без ущерба для работы усилителя эти напряжения могут быть больше или меньше на 15... 20%. Если измеренные напряжения; значительно завышены, следует ввести между выпрямителем и усилителем дополнительный развязывающий фильтр R10C9 (он показан на рис. 4 штриховыми линиями) и подобрать резистором R10 (он должен быть мощностью 1 Вт) требующееся напряжение.
Напряжение смещения на катоде триода подбирают резистором R3, на катоде пентода - резистором R8.
Затем к входу усилителя можно подключить звукосниматель и проиграть грампластинку. Звук должен быть громким и плавно изменяться при вращении ручки переменною резистора R1. При восстановлении соединения резистора R9 с катодной цепью триода громкость звучания головки несколько уменьшится, а качество звука улучшится.
Если же после подключения резистора R9 появится самовозбуждение усилителя, значит между выходным и входным каскадами возникла положительная обратная связь и усилитель превратился в генератор колебаний НЧ. Чтобы устранить что явление, достаточно поменять местами подключение выводов обмотки II выходного трансформатора.
После восстановления соединения конденсатора С6 с анодной цепью пентода и проверки плавности регулирования тембра звука переменным резистором R6, налаживание усилителя можно считать законченным.
Для начала мы привели подробное описание принципа действия, конструкции и настройки, чтобы иметь пример того, как следует работать над собственной конструкцией. В дальнейшем те подробности, которые вполне может заменить личный опыт радиолюбителя, будут опускаться, больше внимания будет уделяться нюансам схемы и особенностям конструкции.

Множество схем, разработанных радиолюбителями, было предназначено для проигрывателей грампластинок, особенно переносных. Это объясняется тем, что исторически первые УМЗЧ ставились в патефоны, и получался так называемый радиограммафон. Примером такой схемы, которая питалась от сети 220 В, был двухламповый усилитель В. Михайлова (БЖР-5/59), показанный на рис. 5. Эта схема с открытым входом, как и предыдущая, к тому же имеются и другие черты сходства обеих конструкций, поэтому обратим внимание на особенности.

Рисунок 5 Принципиальная схема однотактного лампового усилителя В. Михайлова

Во-первых, отсутствует глубокая ООС с выхода усилителя ко входу, имеется только местная ООС в каждом каскаде - это R2 и R6, не имеющие блокировочных конденсаторов. Во-вторых, питание схемы, выходная мощность которой при коэффициенте нелинейных искажений 3% составляет 4 Вт, осуществляется по однотактной схеме, поэтому анодная обмотка Тр2 имеет столько же витков, как и первичная сетевая.
Конструктивной особенностью УМЗЧ, устанавливаемых в радиограммафонах, является расположение его вдали от приводного двигателя, насколько это возможно в ограниченном объеме чемоданчика, в котором заключена вся схема. Дополнительным фактором, защищающим УМЗЧ от наводок со стороны двигателя, является экранирование провода, идущего от звукоснимателя к R1 и далее к сетке Л1, а также всего усилителя в целом.

По-своему отличной от предыдущих выглядит схема батарейного проигрывателя Е. Додонова (Р-5/61), который изображен на рис. 6. Судя по названию, питание устройства осуществляется от батареи, скорее всего, аккумуляторной, для чего в состав блока питания введен преобразователь-генератор переменного тока на напряжение 150 В.

Рисунок 6 Принципиальная схема лампового усилителя с преобразователем Е. Додонова

Две лампы невысокой мощности позволяют получить на выходе усилителя 1 Вт, что при достаточно высоком к. п. д. усилителя не слишком разорительно для аккумулятора. Высокий к. п. д. получается путем перевода оконечного каскада усилителя в режим работы класса С с углом отсечки около 60 град. Запас по мощности не реализуется полностью, так как для снижения искажений введена ООС с выходной обмотки трансформатора Тр1 на катод входной лампы Л1 через цепочку R14-C6.
В первом каскаде применена лампа 6Ж5П, которая имеет достаточно высокую крутизну статической ВАХ по сравнению с другими маломощными пентодами. Накал ламп запитывается непосредственно от батареи постоянного тока, поэтому нити накала обеих ламп включены последовательно.
Для устранения самовозбуждения по цепи питания служат конденсаторы СЗ, С5, С8, резисторы R12, R13. Преобразователь питания собран на импульсных транзисторах П4Б, которые можно заменить на любые р-п-р транзисторы с предельно допустимой мощностью 10 Вт.

Своеобразным развитием одноламповой темы является простой стереофонический усилитель (рис. 7), приведенный Г. Гендиным в литературе " Самодельные УНЧ", МРБ, 1964. Здесь используется триод-пентод типа 6ФЗП, который позволяет развить мощность в 1, 5 Вт в полосе частот 60... 12000 Гц при входном сигнале 250 мВ.

Рисунок 7 Принципиальная схема стереофонического лампового усилителя Г. Гендиным

Этот усилитель сделан полностью под использование его для стереозвука. Для этого резистор регулятора громкости R1 выполнен сдвоенным, а в катодной цепи первого каскада стоит резистор R6 для подстройки стереобаланса между каналами. Сразу заметен недостаток - при воспроизведении монофонических программ работает только один канал, а второй при этом просто греет атмосферу.
Отсутствие охватывающей весь усилитель ООС создает риск самовозбуждения, поэтому в усилителе предприняты жесткие меры по его предупреждению. Во-первых, в цепи питания имеется фильтр с частотой среза 100 Гц, состоящий из дросселя Др1 и емкостей С7, С8. Во-вторых, во входной цепи первого каскада осуществлена ООС через цепочки резисторов R4, R2 и балансный резистор R6. В-третьих, на сетке второго каскада действует ООС через делитель R7-R8. Для снижения влияния температурной нестабильности напряжения накала на параметры ламп параллельно обмоткам накала, выполненным отдельно для каждой лампы, подключены подстроечные резисторы R11 на 100 Ом. Их средняя точка соединена с массой через резистор R13, который является частью делителя напряжения анодного питания R12-R13. Такое подключение создает положительное смещение 20... 30 В на средней точке накальной обмотки и позволяет подавить низкочастотный фон из-за наводок напряжения накала в цепи полезного сигнала.
В качестве выходного и трансформатора питания можно использовать такие же, как описаны в схеме В. Борисова, добавив к силовому трансформатору дополнительную обмотку накала.

Более продвинутой разновидностью этой схемы является стереофоническая приставка А. Воробьева-Обухова, которая рассчитана на воспроизведение стереофонических записей с помощью обычной монофонической системы (Р-10/72). Это уже достаточно сложный усилитель, но еще сохраняет такие формальные признаки простого, как, например, наличие единственной лампы в канале, малая мощность, ограниченное количество деталей.
Работа приставки основана на свойстве стереоэффекта проявляться на частотах выше 200-300 Гц. Это явление позволяет для усиления частот ниже 200-300 Гц использовать монофонический усилитель, а для усиления частот свыше 200-300 Гц - два простейших усилителя приставки со стереофонической акустической системой. Устройство акустических систем в этом случае резко упрощается, поскольку большинство усложнений в них вызвано необходимостью хорошего воспроизведения частот до 200-300 Гц, о чем заботиться не приходится, так как с этой задачей с успехом справляется отдельный усилитель НЧ. Приставка (рис. 8) содержит два одноламповых усилителя на лампах Л2 и Л2' и смесительный каскад на лампе Л1. При воспроизведении грамзаписи низкие частоты правого и левого каналов звукоснимателя поступают на смесительный каскад и далее на вход усилителя НЧ радиолы. Высокие частоты правого и левого каналов усиливаются раздельными усилителями НЧ приставки. Низкие частоты отфильтровываются цепочками C6R6, C6'R6' и цепью автоматического смещения, благодаря малой емкости конденсаторов СЗ, СЗ' и С4, С4'. Потенциометры R2, R2' служат для регулировки громкости. С помощью потенциометров R10, R10' можно установить стереобаланс и необходимую максимальную мощность за счет регулировки глубины обратной связи в усилителях приставки. Выход смесительного каскада рассчитан на подключение к усилителю с входным сопротивлением не ниже 470 кОм. Питается приставка от выпрямителя усилителя.

Рисунок 8 Принципиальная схема лампового усилителя А. Воробьева-Обухова

При монтаже особое внимание следует обратить на экранировку сигнальных цепей ламп приставки. Шнур, соединяющий выход приставки с усилителем, необходимо выполнить экранированным проводом. Имеет смысл заземлить среднюю точку накальной обмотки силового трансформатора усилителя, либо подать на нее положительное смещение 10-20 В от источника анодного питания, как в предыдущей схеме. Громкоговорители должны иметь сопротивление звуковой катушки 4-6 Ом. В качестве потенциометров R2, R2' используются спаренные резисторы СП-3-7.

Следующий УМЗЧ без выходного трансформатора Л. Кононовича (Р-б/59) с еще большой натяжкой можно назвать простым. Он содержит три лампы, тонкомпенсированный регулятор громкости, раздельный регулятор тембра по нижним и верхним частотам и своеобразную схему выходного каскада, собранную из последовательно включенных ламп типа 6П18П, которая получила название " Тандем" (рис. 9). Возможность бестрансформаторного включения громкоговорителя в таких схемах объясняется тем, что при наличии конденсатора большой емкости С14 обе лампы Л2 и ЛЗ оказываются включены по переменному току параллельно, что снижает выходное сопротивления " Тандема" до величины меньшей, чем сопротивление ведущей лампы Л2. Режим ее выбран таким образом, что выходное сопротивление каскада близко к 100 Ом, а нагрузкой его служат два включенных последовательно громкоговорителя на 16 Ом каждый.

Рисунок 9 Принципиальная схема лампового усилителя мощности Л. Кононович

Такие схемы не имели большого распространения, потому что получить выходное сопротивление в мощных каскадах менее 600... 1000 Ом не удается, а для подключения к ним необходимы специальные высокоомные громкоговорители. В данной схеме за счет приближения режима лампы Л1 к насыщению, существенному рассогласованию выходного сопротивления и нагрузки и наличию глубокой ООС с выхода усилителя на катод лампы Л1б выходная мощность снижена до 2 Вт. К достоинствам данной схемы можно отнести широкую полосу усиливаемых частот 30... 20000 Гц, которую ограничивают только разделительные конденсаторы. Также положительным качеством является большая глубина регулировки тембра, которая достигает 20 дБ. И, наконец, существенным достоинством является большой запас устойчивости усилителя во всей полосе частот. Перечисленные достоинства обеспечивают высокое качество звучания УМЗЧ.

В заключение обзора простых схем приведем " иностранный" образец радиолюбительского творчества, который был опубликован в Р-1/65. Это стереофонический усилитель болгарина И. Кусева. Усилитель (рис. 10) предназначен для стереофонического и монофонического воспроизведения программ радиовещательных станций и граммофонных пластинок. Максимальная выходная мощность каждого канала усилителя б Вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 1%, номинальная мощность 1, 5 Вт, при коэффициенте нелинейных искажений не более 0, 8 %.

Рисунок 10 Принципиальная схема стереофонического лампового усилителя мощности И. Кусева

Глубина регулировки тембра низших звуковых частот на частоте 20 Гц/дБ. Глубина регулировки тембра высших звуковых частот на частоте 16 кГц +12 дБ. Усилитель воспроизводит полосу звуковых частот 20... 16000 Гц при неравномерности частотной характеристики не более 0, 5 %.
Первый каскад обоих каналов усилителя выполнен на двух триодах лампы ЕСС82 по схеме катодного повторителя. На входах вторых каскадов усиления включены регуляторы частотной характеристики R9 - R10. Этому регулятору следует уделить особое внимание, так как он позволяет изменять частотную характеристику усилителя, не уменьшая величину обратной связи. Регуляторы тембра высших R25, R25a, и низших R21, R22 звуковых частот включены в цепи частотно-зависимой обратной связи между вторым и третьим каскадами усилителя.
Регулятор стереобаланса R37 включен между третьим и четвертым каскадами обоих каналов усилителя. Два последних каскада усилителя охвачены частотно-зависимой отрицательной обратной связью глубиной 20 дБ. Напряжение обратной связи с вторичных обмоток выходных трансформаторов подается в цепи катодов ламп предоконечных каскадов усилителя. Кроме плавной, в усилителе имеется ступенчатая регулировка тембра на четыре положения: " нормальное", " оркестр", " речь", " бас", позволяющая получить желаемый тембр звучания как высших, так и низших звуковых частот.
Выходные каскады каждого канала усилителя выполнены на лампах EL84 по ультралинейной схеме. Каждый канал усилителя нагружен на два громкоговорителя 6 Вт и 1, 5 Вт. Чтобы улучшить звучание громкоговорителей их рекомендуется незначительно переделать, руководствуясь эскизами, приведенными на рис 11

Рисунок 1

Лампу ЕСС82 можно заменить лампой 6Н1П, лампу ЕСС83 - лампой 6Н2П, лампу EL84 - лампой 6П14П. Кенотрон EZ81 заменяется двумя, параллельно соединенными кенотронами 6Ц4С или одним кенотроном типа 5ЦЗС. Применительно к отечественным лампам детали имеют следующие данные. Выходной трансформатор Тр1 (Тр2) собран на сердечнике, набранном из пластин Ш-20, толщина набора 25 мм (площадь окна 5, 4 см2). Его первичная обмотка содержит 2500 витков провода ПЭЛ 0, 18. Отвод к экранирующей сетке делается от 500-го витка, считая от вывода 2. Вторичная обмотка состоит из двух последовательно соединенных секций: 57 витков провода ПЭЛ 1, 0 и 60 витков ПЭЛ 0, 12. Выводы первой секции соединяются с зажимами П, к которым подключается и нагрузка - два параллельно соединенных громкоговорителя ЗГД-2 (или 4ГД-2).
Силовой трансформатор мощностью 120 Вт собран на сердечнике, набранном из пластин Ш-30, толщина набора 48 мм, площадь окна 14, 6 см2. Обмотки содержат: сетевая - 440+320 витков провода ПЭЛ 0, 69 + ПЭЛ 0, 51; повышающая - 870+870 витков провода ПЭЛ 0, 25; накала кенотрона - 19 витков провода ПЭЛ 1, 2; накала ламп: 24 витка ПЭЛ 0, 96 и 24 витка ПЭЛ 0, 72.
Дроссель фильтра Др1 собран на сердечнике Ш-19хЗО, зазор 0, 2 мм. Его обмотка состоит из 4500 витков провода ПЭЛ 0, 22. Дроссели в цепи сетевой обмотке силового трансформатора содержат по 110 витков провода ПЭЛ 0, 12. Они намотаны на карбонильных сердечниках СЦГ-2.

⇐ Предыдущая 12