Stereofoniczny wzmacniacz lampowy o mocy 2x10W
Ponad 40 lat temu w naszych domach nieodwołalnie zagościły tranzystory. Przez krótki okres germanowe, potem krzemowe. Okazały się być dużo lepsze od lamp elektronowych: prądożernych, grzejących się, awaryjnych. Lecz od kilku lat zauważalna jest rozprzestrzeniająca się moda na posiadanie wzmacniacza lampowego. Pomarańczowy blask, charakterystyczny zapach rozgrzanej bańki, delikatny szum, miękki i przyjemny dźwięk – to są niewątpliwe uroki lamp, które potrafią w znacznym stopniu umilić słuchanie ulubionej muzyki. W niniejszym artykule zaprezentuję, w jaki sposób, niedużym nakładem finansowym, stać się posiadaczem takiego wzmacniacza.
Aby móc zrozumieć zasadę działania takiego wzmacniacza, trzeba poznać zasadę działania jego najważniejszego podzespołu, czyli lampy elektronowej. Każda lampa składa się z podgrzewanej elektrycznie katody, jednej lub więcej siatek oraz anody. Lampa nieposiadająca siatek to dioda. Cały system usztywniony jest mostkami wykonanymi ze szkła lub z miki. Okala go szklana bądź metalowa bańka, z której wypompowano powietrze. Ma to na celu ułatwienie elektronom ich długiej wędrówki, której finiszem jest powierzchnia anody. Przykładowy system elektrod lampy, normalnie ukryty wewnątrz blaszanej anody, przedstawiony jest na fotografii 1.
Fotografia 1. Wnętrze lampy pięcioelektrodowej – pentody.
W samym centrum umieszczona jest niklowa rurka katody, pokryta białą warstwą tlenków metali, która ułatwia emisję elektronów. Wewnątrz niej znajduje się cienka, odizolowana elektrycznie spiralka, która ogrzewa katodę. Wyemitowane z katody elektrony są przyciągane w kierunku okalającej ją anody, będącej na wysokim potencjale dodatnim. Pierwsza siatka – sterująca – pozwala na regulację prądu anodowego poprzez zmianę napięcia na niej, czyli de facto służy wzmacnianiu. W większości małych lamp posiada ona potencjał ujemny, przez co nie pozwala elektronom przelecieć dalej. Lampa posiadająca tylko jedną siatkę to trioda, została zbudowana przez amerykańskiego naukowca, Lee de Foresta w 1906r.
Kolejna siatka – nosząca miano ekranującej – ma za zadanie przyspieszyć elektrony, które zmniejszyły swoją prędkość na skutek odpychającego działania siatki sterującej. Posiada ona wysoki potencjał dodatni, zatem niektóre elektrony uderzają w nią i płynie przez nią pasożytniczy prąd. Jednak jest ona niezbędna do zwiększenia współczynnika wzmocnienia lampy oraz zmniejszenia pasożytniczych pojemności. Lampa posiadająca dwie siatki to tetroda.
Następna siatka – zerowa bądź antydynatronowa – ma luźno ułożone zwoje i ma z reguły potencjał 0V, czyli połączona jest z katodą. Pamiętać należy, że w lampach wszystkie napięcia mierzone są względem katody, nie masy. Elektroda ta, niby niepozorna, pełni jednak bardzo ważną funkcję. Oto bowiem, elektrony rozpędzone przez siatkę ekranującą, posiadają w pewnych sytuacjach tak wielką energię kinetyczną, że są w stanie wybić z anody inne elektrony, które z kolei lecą w stronę siatki ekranującej. Zwiększają one jej prąd, co jest skutkiem niepożądanym. Efekt ten nosi nazwę zjawiska dynatronowego. Zadaniem siatki zerowej jest zatrzymanie tych elektronów i skierowanie ich z powrotem do katody. Lampa z trzema siatkami to pentoda, na takich został zbudowany niniejszy wzmacniacz. Specyficznym przypadkiem pentody jest tetroda strumieniowa, jedną z nich jest zastosowana tu 6П1П. Siatka zerowa ma formę płytek formujących wiązkę elektronów, zaś zwoje siatki sterującej pokrywają się ze zwojami siatki ekranującej, co skutkuje bardzo niskim prądem tej ostatniej.
Istnieją też lampy posiadające większą liczbę siatek (heksody, heptody, oktody itd.), kilka systemów w jednej bańce (duodioda, duotrioda, triodo-pentoda, diodo-duodiodo-trioda itd.) bądź specyficzny kształt elektrod (kineskopy, „magiczne oczka”, wyświetlacze VFD) lub wypełnione są odpowiednim gazem pod zmniejszonym ciśnieniem (neonówki, tyratrony, wyświetlacze NIXIE).
Zasada działania
Po omówieniu zasady działania lampy, najwyższy czas przejść do opisu wzmacniacza. Schemat części lampowej jest widoczny na rysunku 2. Składa się z dwóch identycznych kanałów, zatem przeanalizowany zostanie tylko jeden.
Rysunek 2. Schemat części lampowej wzmacniacza stereofonicznego.
W jednym kanale pracują cztery lampy: dwie 6Ж1П i dwie 6П1П. W urządzeniu modelowym zastosowano wersje militarne (o przedłużonej żywotności - niezawodności) tych lamp, czyli odpowiednio 6Ж1П-EB i 6П1П-EB. Najprościej jest je zdobyć na portalach aukcyjnych, gdzie ceny nieużywanych (tzw. NOS) wahają się w granicach 1-3zł za 6Ж1П-EB oraz 5-8zł za 6П1П-EB. Niska cena i łatwa dostępność tych lamp zadecydowały o zastosowaniu ich w tym projekcie.
Sygnał akustyczny poprzez kondensator C1 dostaje się na ścieżkę oporową potencjometru P1. Zadaniem tego kondensatora jest odcięcie ewentualnej składowej stałej, której obecność objawiałaby się irytującymi trzaskami podczas regulacji głośności. Rezystor R1 zabezpiecza lampę V1 przed niepożądanymi skutkami przypadkowej utraty kontaktu ślizgacza ze ścieżką oporową, czyli gwałtownym wzrostem prądu anodowego, które objawiłoby się głośnym trzaskiem. R2, R7, R16 i R17 to tzw. rezystory antyparazytowe. Wraz z pojemnością katoda-siatka tworzą filtr górnozaporowy, dzięki czemu zmniejszają ryzyko wzbudzenia się wzmacniacza. Ograniczenie pasma nie jest słyszalne, gdyż ograniczenie przypada na setki kiloherców. Rezystor R4 wytwarza ujemne napięcie dla siatki sterującej poprzez podniesienie potencjału katody względem siatki, która jest galwanicznie połączona z masą. R3 zamienia wahania prądu anodowego na wahania napięcia, zaś rezystor R5 ogranicza napięcie siatki ekranującej. Ma to na celu ustalenie punktu pracy lampy w miejscu występowania jak najmniejszych zniekształceń. Kondensator C2 odcina składową stałą, której obecność na siatce sterującej lampy V2 byłaby wysoce niepożądana.
Rezystory R6 i R9 pełnią analogiczną funkcję, co R1 i R4 w okolicy V1. Jest to układ polaryzacji automatycznej. Na uwagę zasługuje fakt, iż w katodę V2 włączony jest dodatkowy rezystor – R10. Jego wartość jest równa rezystorowi anodowemu R8. Dzięki temu zabiegowi stopień, co prawda nie ma wzmocnienia (kU ≈ 1), za to z jego katody i anody otrzymujemy dwa sygnały, będące względem siebie odwrócone w fazie. Na katodzie φ = 0, na anodzie zaś φ = π względem siatki sterującej. Najlepiej zobrazuje to rysunek 3.
Rysunek 3. Przebiegi napięć: wejściowego i wyjściowych w odwracaczu fazy z dzielonym obciążeniem.
Zjawisko te można tłumaczyć w następujący sposób: potencjał siatki rośnie → rośnie prąd anodowy → rośnie spadek napięcia na R10 i R8 (R9 pomijam ze względu na małą wartość w stosunku do nich) → potencjał katody rośnie, a anody maleje. Analogicznie: potencjał siatki maleje → maleje prąd anodowy → maleje spadek napięcia na R10 i R8 → potencjał katody maleje, a anody rośnie. Przez katodę płynie również znikomy prąd siatki ekranującej, ograniczony przez R11. Ze względu na małą i praktycznie niezmienną wartość, nie ma on znaczenia.
Kondensatory C3 i C4 pełnią analogiczną funkcję, co C2. Z nich wzmocniony sygnał, pozbawiony składowej zmiennej, trafia na siatki sterujące lamp, odpowiednio V3 i V4. Spolaryzowane są ujemnie (ok. -20V) zewnętrznym zasilaczem. Potencjometrami P2 i P3 reguluje się owe napięcie, oddzielnie dla każdej lampy. Kondensatory C5 i C6 blokują ewentualne tętnienia, które mogłyby przedostawać się przez ten obwód. R12 i R13 zwiększają opór wewnętrzny tych układów polaryzujących. Ich brak zaowocowałby niemal całkowitym zwarciem sygnału użytecznego z masą i nici z muzyki. Natomiast R14 i R15 są umieszczone wyłącznie w celach asekuracyjnych – gdyby ślizgacz któregoś z potencjometrów utracił kontakt z warstwą oporową, potencjał siatki wynosiłby ok. 0V, co pociągnęłoby za sobą przepływ bardzo dużego prądu anodowego przez lampę i w rezultacie – zniszczenie jej. W takiej sytuacji, zostanie ona dołączona do napięcia -24V, co poskutkuje jedynie lekkim zniekształceniem dźwięku, bez negatywnych konsekwencji.
Napięcie odkładające się na rezystorach katodowych R18 i R19 nie ma znaczenia podczas eksploatacji wzmacniacza. Lecz jest ono niezbędne do ustawienia prawidłowej polaryzacji lamp, o czym później. R20 i R21 ograniczają prąd siatek ekranujących, zabezpieczają je na wypadek odłączenia się uzwojenia pierwotnego transformatora głośnikowego od zasilacza. Wówczas gro tego prądu popłynęłoby przez owe siatki, przeciążając lub nawet przepalając je. W transformatorze głośnikowym spotykają się dwa sygnały o przeciwnych fazach, wzmocnione uprzednio przez lampy mocy. Dzięki odpowiedniemu podłączeniu uzwojeń dodają się, zwiększając moc wyjściową – w stosunku do układu z jedną lampą w końcówce mocy.
Rezystor R22 musi być dołączony jak najbliżej wyprowadzeń uzwojenia wtórnego, najlepiej bezpośrednio na nich. Zabezpiecza on ten cenny element przed zniszczeniem w razie odłączenia się głośnika przy dużym wysterowaniu – indukujące się w uzwojeniu pierwotnym napięcie byłoby w stanie przebić jego izolację. Również lampy oraz inne elementy mogłyby ucierpieć. Natomiast potencjometrem P4 regulowana jest głębokość ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Rysunek 4. Schemat zasilacza.
Na rysunku 4 przedstawiony został schemat zasilacza wzmacniacza lampowego. Jego zadaniem jest dostarczenie trzech wymaganych napięć: anodowego, żarzeniowego i siatkowego.
Napięcie anodowe prostowane jest przez mostek B1. Gałąź +A zasila anody lamp mocy, gałąź +B ich siatki ekranujące, zaś +C przedwzmacniacz. Zastosowanie członów RC pozwoliło na zredukowanie wymaganych pojemności, co zmniejsza cenę i gabaryty wzmacniacza. Dodatkowo, końcówki mocy wykonane w układzie przeciwsobnym są odporne na tętnienia napięcia anodowego, ze względu na wzajemne znoszenie się tych tętnień w transformatorze wyjściowym. Kondensator C14 w chwili włączenia stanowi dla mostka niemalże zwarcie, przez co należy uważać na jego wartość.
Żarzenie zostało zrealizowane przy użyciu prądu stałego, dobrze filtrowanego, niestabilizowanego. Znacząco ułatwia to konstrukcję wzmacniacza, gdyż eliminuje jedno z głównych źródeł irytującego brumu, jakim jest właśnie obwód żarzenia. Rezystor R45 jest opcjonalny, służy do obniżenia napięcia żarzenia do wymaganych 6,3V (+/-5%). Rezystory R49 i R50 pełnią dwie funkcje: rozładowują kondensatory elektrolityczne po wyłączeniu zasilania oraz podnoszą potencjał żarników względem masy o ok. 60V. Ma to na celu zapobieżenie przenikaniu ewentualnych pozostałości tętnień do toru wzmocnienia poprzez zablokowanie pasożytniczej diody, jaka tworzy się między żarnikiem a katodą. Katoda znajduje się na potencjale bliskim masy, żarnik dużo wyższym, zatem niemożliwe jest przenikanie elektronów (nośników ładunku ujemnego) w stronę katody. Jednocześnie mamy gwarancję, że nie zostaje przekroczone dopuszczalne napięcie żarnik-katoda lamp odwracacza fazy.
Napięcie wstępnie polaryzujące siatki sterujące lamp mocy pochodzi z trzeciego uzwojenia i prostowane jest przez mostek B3. Dzięki dokładnej filtracji i stabilizacji przy użyciu układu 7924 (IC1) możemy być pewni braku tętnień oraz stałości tego napięcia w czasie, co ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowości działania całego wzmacniacza.
Kompletowanie podzespołów
Po szczegółowym omówieniu zasady działania, należy rozważyć problem zakupu odpowiednich części. Cenę końcową wzmacniacza determinują przede wszystkim transformatory: zasilający i dwa wyjściowe. Mogą być toroidalne lub EI, nie ma to znaczenia. Pracujące w urządzeniu modelowym zostały wykonane w firmie Selenoid s.c., znajdującej się w podpoznańskim Luboniu.
Parametry transformatora sieciowego są następujące:
- Uzwojenie pierwotne: 230V
- Uzwojenia wtórne: 230V/0,3A + 7V/4A + 24V/0,1A
Parametry transformatora głośnikowego:
- Impedancja między anodami: 10kΩ
- Maksymalna moc przenoszona: 12W
- Pasmo przenoszenia: 50Hz....20kHz przy +/-3dB
- Impedancja obciążenia: 8Ω
- Prąd spoczynkowy: 30mA na lampę
- Maksymalny prąd anodowy: 50mA na lampę
Lampy można bez problemu dostać na aukcjach internetowych bądź giełdach elektronicznych. Najlepiej jest kupować lampy nieużywane, co zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia przykrej niespodzianki podczas uruchamiania. Jeszcze lepiej, gdy sprzedawca ma możliwość dobrania lamp 6П1П w pary. Rozrzut prądów anodowych w tym samym punkcie pracy na poziomie nie większym niż 10% jest optymalny. W praktyce, warunek ten spełnia zdecydowana większość lamp nieużywanych.
Jak już wspomniałem, zakup lamp z produkcji specjalnej (posiadających różne literki po myślniku) jest dobrym posunięciem, gdyż ich ceny są takie same, lub niewiele wyższe, od cen lamp dla zastosowań cywilnych. Dotyczy to przede wszystkim V1 i V5, od których w dużej mierze zależy finalny poziom szumów. Dodatkowo, lampy cywilne są dużo bardziej wrażliwe na mikrofonowanie, czyli niepożądane przenikanie drgań mechanicznych bańki do sygnału, co objawia się charakterystycznym dzwonieniem w głośnikach przy stukaniu w obudowę wzmacniacza. Nie jest to szkodliwe dla lamp, jedynie irytujące dla słuchacza, a spowodowane jest zmienianiem się odległości między elektrodami.
Prócz lamp i transformatorów, należy się zaopatrzyć w osiem podstawek do PCB: cztery dziewięcionóżkowe, typu nowal lub noval (w zależności od pisowni) oraz cztery siedmionóżkowe typu heptal. Na wstępie należy odrzucić pomysły polegające na bezpośrednim przylutowaniu lamp do płytki. Z całą pewnością skończy się to wcześniejszym lub późniejszym pęknięciem szkła, zaś podstawki to wydatek kilku-kilkunastu złotych.
Reszta podzespołów elektronicznych (rezystory, kondensatory, złączki śrubowe, potencjometry, gniazda) można nabyć w każdym sklepie elektronicznym. Również elektrolityczne kondensatory wysokonapięciowe, z racji rozpowszechnienia przetwornic impulsowych, nie stanowią problemu. Należy się zaopatrzyć również w przewody łączące płytki ze sobą. Doskonale do tego celu nadają się przewody pochodzące z uszkodzonych zasilaczy komputerowych AT bądź ATX, ze względu na porządną izolację i różnorakie kolory. Sygnał audio i napięcie siatkowe rozprowadzane jest przewodem ekranowanym, nie należy o nim zapomnieć.
Odrębne zagadnienie stanowi obudowa. Musi ona dobrze ekranować od zewnętrznych pól elektrycznych, być wytrzymała mechanicznie, dobrze izolować elektrycznie oraz być estetyczna. Urządzenie modelowe zostało zamknięte w obudowie o wymiarach (szerokość/głębokość/wysokość) 33/28/7cm. Płyta górna wykonana jest z aluminium 1mm; boki, przód i tył z oheblowanych desek sosnowych o grubości 1,5cm; spód ze sklejki 8mm. W rogach wklejone są słupki z listwy drewnianej o przekroju 20x20mm, służą one usztywnieniu drewnianej ramki oraz umożliwiają przykręcenie płyty górnej i dolnej. Otwory na przewody w płycie aluminiowej zostały zabezpieczone gumowymi przepustami, co podnosi estetykę oraz chroni ich izolację przed przetarciem. Na tylnej ściance znalazło się jedynie gniazdo IEC do zasilania, oraz DIN do wprowadzenia sygnału audio.
Budowa i uruchomienie
Wzmacniacz zmontowany został na trzech płytkach: zasilacz, kanał lewy, kanał prawy (fotografia 5). Wzory płytek w formacie Eagle dołączono do artykułu. Montaż układu zacząć należy od zasilacza. Kolejność jest standardowa: od elementów najniższych do najwyższych. Stabilizator IC1 można przykręcić do płytki. Na mostek B2 zaleca się założyć niewielki radiator, gdyż wydzielają się na nim prawie 4W ciepła i mógłby ulec rychłemu zniszczeniu w razie braku chłodzenia. Zagadkowy jest rezystor R45, a dokładniej – jego rozbicie na R45A i R45B. Te miejsca umożliwiają wstawienie szeregowo dwóch rezystorów, dla uzyskania odpowiedniego napięcia żarzenia. Podczas uruchamiania zasilacza, zewrzeć je należy zwora z drutu.
Po zmontowaniu zasilacza należy sprawdzić poprawność jego działania. Zaczyna się od podłączenia jedynie uzwojenia zasilającego siatki do odpowiednich konektorów. Między punktem –S a masą winno być ok. -24V. Następnie dołącza się uzwojenie zasilającego żarzenie i włącza zasilanie. Napięcie zmierzone na zaciskach ŻARZENIE powinno wynosić 8-9V. Nie należy się przejmować zbyt wysoką jego wartością, spadnie po obciążeniu.
Fotografia 5. Wnętrze wzmacniacza lampowego po zmontowaniu
Na końcu podłącza się uzwojenie wysokonapięciowe. Należy zachować dużą ostrożność manipulując przy wysokich napięciach, z nimi nie ma żartów. Napięcie między masą a każdym z zacisków +A, +B i +C winno wynosić 310...350V. Po zakończeniu pomiarów i odłączeniu transformatora od sieci kondensatory przez długi czas utrzymują niebezpieczne dla życia napięcie, pomimo zastosowania rezystorów rozładowujących. Dlatego należy zawczasu zaopatrzyć się w żarówkę 15...40W/230V z oprawką i izolowanymi przewodami, która idealnie nadaje się do rozładowywania filtrów takich zasilaczy.
Kiedy zasilacz jest w pełni gotowy do działania, należy przystąpić do zmontowania płytek zawierających lampy. Podstawki montowane są od strony elementów, a potencjometry montażowe od strony druku. Pozwala to na dokonywanie regulacji w zmontowanym wzmacniaczu. Po wlutowaniu wszystkich podzespołów należy przystąpić do poprowadzenia obwodu żarzenia. Odbywa się to poprzez równoległe łączenie dużych punktów lutowniczych zlokalizowanych nieopodal lamp. Najlepiej jest to robić skręconymi ze sobą przewodami od strony druku, co ułatwi późniejszy montaż w obudowie. Potencjometr P1 oraz kondensatory C1 i C7 umieszczone są poza płytkami. Pozostawienie pustego konektora między punktami –S i ANODA zapobiega przebiciu plastikowej izolacji w tym miejscu.
Jako pierwszy uruchamia się oraz reguluje obwód żarzenia. W tym celu należy włożyć wszystkie osiem lamp i podłączyć do zasilacza jedynie żarniki. Minutę po uruchomieniu kontrolujemy napięcie żarzenia – powinno wynosić 6,3V z tolerancją +/-5%. Przy zbyt wysokim należy wlutować odpowiedni rezystor (lub rezystory) w miejsce R45, przy zbyt niskim należy wymienić mostek B2 na wykonany z diod Schottky’ego, które cechują się niższym spadkiem napięcia w kierunku przewodzenia. Należy pamiętać o rozładowaniu kondensatorów wysokonapięciowych w zasilaczu anodowym.
Następnie przewodem ekranowanym rozprowadza się ujemne napięcie siatek sterujących (łącząc punkty –S) oraz gruby przewód masowy (łącząc punkty MASA). Ekran łączony jest z masą tylko z jednej strony – przy zasilaczu. Ma to na celu zapobiegnięcie powstaniu przykrych w skutkach pętli masy. Po ponownym uruchomieniu kontroluje się regulację napięcia siatkowego każdej lampy na ślizgaczu potencjometru. Powinna być możliwa jego pełna regulacja. Po zakończeniu prób wszystkie potencjometry ustawia się w stronę najniższych napięć, co będzie miało znaczenie w kolejnym etapie. Należy pamiętać o rozładowaniu kondensatorów wysokonapięciowych w zasilaczu anodowym.
W kolejnym etapie wejście jednego ze wzmacniaczy zostaje zwarte z masą rezystorem o wartości z przedziału 22...100 kΩ, punkty +B i +C podłączone do zasilacza oraz dołączony transformator głośnikowy do +A i punktów oznaczonych jako ANODA. Na razie bez pętli USZ. Wyjście transformatora obciąża się rezystorem o nominalnej oporności i mocy co najmniej 10W, równolegle do niego podłącza się woltomierz prądu przemiennego Ważne jest, by ów rezystor nie miał możliwości odłączenia się podczas prowadzenia pomiarów. Po włączeniu należy monitorować poziom napięcia na wyjściu. Wartość większa od kilkudziesięciu miliwoltów świadczy o powstaniu oscylacji, wywołanych błędnym montażem bądź nieprawidłową wartością lub uszkodzeniem jakiegoś elementu. Dalszą czynnością jest ustawienie prawidłowego prądu anodowego lamp mocy, co w tym układzie jest czynnością banalnie prostą. Mierząc spadek napięcia na rezystorze katodowym danej lampy należy powoli obracać suwakiem odpowiadającego jej potencjometru regulującego ujemne napięcie siatki, aż do uzyskania wartości 320mV +/-10mV, co odpowiada prądowi katodowemu na poziomie 32mA +/-1mA. Owe 2mA to prąd siatki ekranującej, który sumuje się z prądem anodowym. Następnie czynność tę powtarza się dla drugiej lampy.
Po wstępnym uruchomieniu pierwszego kanału należy przejść do uruchomienia drugiego. Wszystkie czynności są analogiczne. Po ustawieniu prądu spoczynkowego, kontroluje się ustawione na poprzedniej płytce wartości i w razie potrzeby koryguje je tak, by odpowiadały wartości nominalnej. Po odłączeniu zasilania i rozładowaniu kondensatorów wysokonapięciowych, montuje się przewód łączący uzwojenie wtórne transformatora głośnikowego z punktami TG na odpowiadającej mu płytce oraz, tak jak poprzednio, podłącza się woltomierz monitorujący napięcie na wyjściu. Potencjometr regulujący głębokość USZ skręca się w stronę najmniejszej rezystancji. Po uruchomieniu wzmacniacza należy bacznie obserwować sytuację na wyjściu wzmacniacza – narastające napięcie oraz pisk dochodzący z wnętrza transformatora świadczą o uzyskaniu dodatniego sprzężenia zwrotnego. Należy wówczas czym prędzej odłączyć wzmacniacz od sieci i zamienić miejscami przewody idące do płytki. Ponowna kontrola winna wykazać prawidłowość podłączenia polegającą na ledwo mierzalnym napięciu wyjściowym. Z drugim kanałem postępuje się analogicznie.
Po wykonaniu powyższych punktów można przejść do finalizacji montażu i dokonaniu pierwszych odsłuchów. Z płytkami łączy się potencjometr P1, a do niego gniazdo wejściowe, poprzez kondensatory C1 i C7. Suwaki P4 i P7, ustawione wcześniej na minimum, ustawia się w połowie ścieżki oporowej. Do wyjść transformatorów głośnikowych, zamiast rezystorów dużej mocy, podłącza się kolumny o mocy, co najmniej, 15W. Na wejście podajemy sygnał z dowolnego źródła – odtwarzacz CD, karta dźwiękowa, telefon komórkowy. Po rozgrzaniu lamp słyszalny powinien być czysty, niezniekształcony dźwięk. Natomiast w przerwach między utworami jedynie ledwo słyszalny szum, bez przydźwięku sieciowego. Jeśli te warunki są spełnione, nie pozostaje nam nic innego, jak tylko cieszyć się własnoręcznie zrobionym wzmacniaczem.
Co bardziej dociekliwi mogą dostosować głębokość USZ do swoich preferencji. Dokonać tego można również przy użyciu oscyloskopu i generatora sygnału prostokątnego o częstotliwości ok. 10kHz, wykonanego chociażby na popularnym układzie 555. Wyjście obciąża się wówczas rezystorem i reguluje USZ tak, by przebieg prostokątny na wyjściu był jak najmniej zniekształcony. Jednak z praktyki wynika, że ustawienie tych potencjometrów w połowie zapewnia dostatecznie dobrą jakość dźwięku.
Słówko jeszcze o lampach. V1 i V5 są nieekranowane, co powoduje, że w głośnikach może powstawać przydźwięk podczas zbliżania do nich ręki celem np. regulacji głośności. Jeśli okaże się to zbyt uciążliwe, należy je zaekranować metalowymi kubeczkami. W handlu dostępne są gotowe nakładki na lampy, można je również wykonać ze własnym zakresie.
Pomiary
Wzmacniacz modelowy został poddany następującym pomiarom:
- mocy pobieranej z sieci;
- maksymalnej mocy wyjściowej przy napięciu wejściowym równym napięciu typowego wyjścia liniowego;
- pasma przenoszenia.
Przy mocy oddawanej = 0, wzmacniacz pobiera ok. 67W przy napięciu zasilania 225V. Podczas oddawania maksymalnej mocy wyjściowej, pobiera ok. 80W.
Maksymalna moc wyjściowa została zmierzona przy napięciu wejściowym wynoszącym 750mV (sinusoidalne), częstotliwości 1kHz i potencjometrze głośności skręconym na maksimum wynosi 10W na kanał. Jest to wartość wystarczająca do nagłośnienia nawet dużych pomieszczeń domowych.
Pasmo przenoszenia zostało określone przy poziomie odniesienia 0 dB wynoszącym 1W mocy wyjściowej, co odpowiada napięciu wejściowemu 220 mV o częstotliwości 1 kHz (sinusoidalne). Na rysunku 6 przedstawiono nierównomierność charakterystyki przenoszenia. Wynika z niej jednoznacznie, że pasmo mieszczące się w przyjętym standardowo zakresie +/-3dB wynosi 20Hz...30kHz, co jest całkowicie wystarczające dla zastosowań domowych.
Rysunek 6. Pasmo przenoszenia wzmaczniacza
Michał Kurzela
futrzaczek@o2.pl
Wykaz elementów
Rezystory
Jeśli nie napisano inaczej – 0,25W.
R1, R23: 220 kΩ
R2, R7, R16, R17, R24, R29, R38, R39: 22 kΩ
R3, R25: 82 kΩ/1W
R4, R9, R26, R31: 1 kΩ
R5, R27: 680 kΩ/1W
R6, R12…R15, R28, R34…R37: 1 MΩ
R8, R10, R30, R32: 24 kΩ/1W
R11, R33, R50: 200 kΩ/1W
R18, R19, R40, R41: 10 Ω
R20, R21, R42, R43: 47 Ω
R22, R44, R46: 47 Ω/2W
R45: Opis w tekście
R47, R48: 220 Ω/2W
R45: 510 kΩ/2W
Potencjometry
P1: 47 kΩ podwójny, logarytmiczny
P2, P3, P5, P6: 47 kΩ montażowy
P4, P7: 22 kΩ montażowy
Kondensatory
C1, C7: 1 µF/100V
C2, C8: 100 nF/400V
C3, C4, C9, C10: 33 nF/630V
C5, C6, C11, C12: 22 µF/63V
C13: 10 nF/630V
C14, C16: 100 µF/400V
C15: 220 µF/400V
C17: 22...100 µF/400V
C18, C21, C23: 10...47 nF/63V
C19, C20: 3300...4700 µF/16V
C22, C23: 470...1000 µF/40V
Pozostałe
B1, B3: mostek Graetza 1A/1000V
B2: mostek Graetza 6A/100V
IC1: LM7924
F1: bezpiecznik zwłoczny 2A
S1: wyłącznik sieciowy
V1…V8: opis w tekście
Podstawki: opis w tekście
Transformatory: opis w tekście
Gniazdo zasilające: np. IEC
Gniazdo wejściowe: np. DIN
Gniazda wyjściowe: np. zaciski śrubowe
Załącznik | Wielkość |
---|---|
Płytka i schemat w formacie Eagle | 45.13 KB |
Odpowiedzi
Jednej rzeczy nie rozumiem
Jednej rzeczy nie rozumiem "...między masą a każdym z zacisków +A, +B i +C winno wynosić 310...350V." skąd takie napięcie skoro uzwojenie wtórne transformatora ma największe napięcie 230V ?
Bo prąd zmienny sinusoidalny
Bo prąd zmienny sinusoidalny ma wartość SKUTECZNĄ 230 V a amplitudę (czyli wysokość połówek sinusoidy ponad zero = 230 * sqrt(2) V, czyli 325 V. Po wyprostowaniu tego napięcia i podaniu na nieobciążone (albo słabo obciążone w porównaniu z wydajnością transformatora) kondensatory, naładują się one właśnie do ok. 325 V.
pasmo przenoszenia
Pasmo przenoszenia tego wzmacniacza nie jest liniowe w zadnym zakresie. Podbite znacznie czestotliwosci wysokie, obciete niskie. To bardziej jakis zart jest, niz wzmacniacz. Pozdrowienia
Niezgodność połączeń na płytce zasilacza ze schematem!
Pomiędzy schematem obwodu żarzenia w zasilaczu (Rys. 4) a projektem płytki zasilacza jest niezgodność. Na płytce punkty H1 nie są połączone z punktem styku rezystorów R48 i R50. Z tym punktem jest połączona szyna lokalnego "zera" - punkty H2, tzn. H1 mają potencjał +6,3 V powyżej potencjału styku R49 i R50. Formalnie niewiele to zmienia w kontekście podniesienia potencjału żarników względem masy, jednak czy nie powoduje to dodatkowego prądu w obwodzie R49 - cześć mostka B2, który dodatkowo pulsuje w takt sinusoidy +-6,3 V?
Uwaga do rys.3 -wstyd jest
Uwaga do rys.3 -wstyd jest pokazywać "garbate" sinusy -to iuż nie przedszkole...
Przewód ochronny...
Niewłaściwie podłączony przewód ochronny biegnący od gniazda sieciowego IEC. Niewłaściwy kolor izolacji przewodu ochronnego. Przewód ochronny powinien być podłączony do metalowej obudowy wzmacniacza, w tym przypadku do metalowego chassis, z wykorzystaniem zacisku śrubowego wyłącznie do tego celu przeznaczonego. Kolor izolacji przewodu ochronnego powinien być zgodny z obowiązującą normą.
Miodzio
Ukończyłem ten projekt (gra u mnie już ponad rok) i gra świetnie.Właściwie ja osobiście nie słyszałem nic piękniejszego , w razie pytań zapraszam "Borys DIY " na audiostereo.pl forum
Dodaj nowy komentarz