Ваш первый ламповый усилитель

Принцип построения усилительных трактов радиоаппаратуры на электронных лампах аналогичен подобным устройствам на транзисторах. Примером может служить упрощенный двухкаскадный усилитель ЗЧ, схема которого приведена на (рис. 10). Левая (по схеме) часть усилителя вам уже знакома по этой статье (см. рис. 7). А правая? Она аналогична левой. Первый каскад является предварительным усилителем напряжения, второй - усилителем мощности. Отрицательное напряжение смещения на управляющей сетке лампы первого каскада усилителя получается благодаря падению напряжения на катодном резисторе R2. Конденсатор С2, шунтируя резистор смещения R2, устраняет отрицательную обратную связь между катодом и управляющей сеткой лампы. Высокое положительное напряжение на анод этой лампы подается от источника питания Uи.п. через нагрузочный резистор R3. Второй, выходной каскад усилителя отличается от первого только тем, что в анодную цепь его лампы V2 включена обмотка I выходного трансформатора Т1, к обмотке II которого подключена динамическая головка В1.

Источником входного сигнала может быть звукосниматель, микрофон, детекторный приемник. В результате работы лампы первого каскада на ее анодной нагрузке R3 выделяются усиленные колебания звуковой частоты, которые через конденсатор связи СЗ поступают на вход второго каскада. После дополнительного усиления лампой второго каскада головка, являющаяся его нагрузкой, преобразует их в звуковые колебания. Функции конденсаторов С1 и СЗ аналогичны функциям подобных конденсаторов транзисторного усилителя. Но здесь роль конденсатора связи СЗ более ответственна: он должен быть абсолютным не проводником постоянного тока. Если же он будет хотя бы немного проводить постоянный ток, то на сетку лампы V2 одновременно с усиливаемым сигналом попадает и высокое положительное напряжение из,анодной цепи предыдущей лампы. От этого анодный и сеточный токи лампы второго каскада резко увеличатся, появятся большие искажения звука. Чтобы этого не случилось, качество диэлектрика этого конденсатора должно быть очень высоким. И еще одно важное предупреждение. Номинальные напряжения разделительных и блокировочных конденсаторов, используемых в радиоаппаратуре на электронных лампах, не должны быть ниже напряжения источника питания анодных цепей, а лучше - на 30 - 40% выше его. Дело здесь в том, что сразу после включения питания, пока катоды ламп еще не прогреты, выпрямитель некоторое время развивает повышенное напряжение. И если номинальные напряжения таких конденсаторов будут меньше анодного напряжения, их диэлектрики могут оказаться пробитыми. Сопротивление анодного нагрузочного резистора R3 определяется свойствами используемой лампы. Для лампы 6Ж8, например, его сопротивление может быть 30 - 100 кОм, а мощность рассеяния 0,25 - 0,5 Вт. Сопротивление сеточных резисторов R1 и R4, называемых также резисторами утечек сеток, может быть от 100 кОм до нескольких мегаом. Вот, собственно, то основное, что можно сказать о работе лампового усилителя и его особенностях.

От теории к практике

Представляю практическую конструкцию усилителя для воспроизведения звукозаписи. В этом усилителе ЗЧ, как было выше сказано, используется одна комбинированная электронная лампа типа 6Ф5П. В ее баллоне две самостоятельные лампы - триод и пентод. Только нить накала, нагревающая катоды, у них общая. Триод работает в каскаде предварительного усиления напряжения звуковой частоты, пентод - в выходном каскаде усиления мощности. На вход усилителя можно подавать сигнал от пьезокерамического звукоснимателя или от других источников сигналов звуковой частоты. Основные параметры усилителя: чувствительность 100 мВ, выходная мощность 1,5 Вт, полоса рабочих частот от 50 Гц до 18 кГц. Принципиальная схема усилителя показана на (рис. 11). Слева изображена триодная часть лампы Vl,l, справа - пентодная часть V1.2. Цифрами возле электродов обозначены номера выводных штырьков лампы (цоколевка лампы) и гнезд ламповой панели. Сигнал звуковой частоты через разъем X1 подается на переменный резистор R1, являющийся регулятором громкости. С движка этого резистора сигнал поступает на управляющую сетку триода и усиливается им. Чем выше (по схеме) находится движок резистора, тем больше напряжение сигнала на управляющей сетке триода, тем больше усиление. Отрицательное напряжение смещения, несколько закрывающее триод, создается на управляющей сетке автоматически за счет анодного тока, текущего через катодные резисторы R3 и R4. На этих резисторах происходит падение напряжения, пропорциональное силе тока и их общему сопротивлению, в результате чего катод лампы оказывается под некоторым положительным напряжением (в данном случае под напряжение +1,7 В) относительно заземленного проводника источника питания. Управляющая же сетка триода через резистор R1 соединена с заземленным проводником. На ней, следовательно, относительно катода действует отрицательное напряжение смещения, равное падению напряжения на катодных резисторах. Для ослабления действия обратной связи резистор R3 зашунтирован электрическим конденсатором С1.

Резистор R2 выполняет роль нагрузки анодной цепи триода. Создающееся на нем напряжение усиленного сигнала через разделительный конденсатор С2 подается на управляющую сетку пентода. Усиленный им сигнал через выходной трансформатор Т1 подается на звуковую катушку головки В1 и преобразуется ею в звуковые колебания. Резистор R8 и конденсатор С7 этого каскада выполняют такую же функцию, что и аналогичные им детали первого каскада. Конденсатор С6 и переменный резистор R6 создают между анодом и управляющей сеткой пентода отрицательную обратную связь по переменному току, используемую для регулирования тембра звука. Чем выше (по схеме) находится движок резистора, тем большее напряжение обратной связи поступает на сетку пентода, тем меньше усиление каскада на высших частотах рабочего диапазона. Резистор R9, соединяющий незаземленный вывод вторичной обмотки выходного трансформатора с резисторами R3 и R4 катодной цепи триода, создает вторую цепь отрицательной обратной связи. Охватывая оба каскада, она способствует более равномерному усилению сигналов во всем диапазоне рабочих частот и уменьшает нелинейные искажения. Усилитель питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Блок питания образуют сетевой трансформатор Т2 и двухполупериодный выпрямитель на диодах V2 - V5, включенных по мостовой схеме. Обмотка I трансформатора - сетевая, обмотка II - выпрямителя, III - обмотка накала подогревателя лампы. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором С8. Постоянное напряжение на анод пентода подается (через первичную обмотку выходного трансформатора) непосредственно с конденсатора С8, а на экранирующую сетку пентода - через развязывающий фильтр R7C4. Анодное напряжение на триод первого каскада подается через дополнительный развязывающий фильтр R5C3. Развязывающие фильтры предотвращают паразитную обратную связь между каскадами через общий источник питания.

Лампа накаливания H1, подключенная параллельно накальной обмотке III трансформатора питания, выполняет роль индикатора включения питания усилителя. Возможная конструкция усилителя показана на (рис. 12). Его П - образное шасси согнуто из мягкого дюралюминия толщиной 1,5 мм. Чтобы углы получились ровными, заготовка по линиям сгиба с внутренней стороны прорезана на половину толщины материала. Размеры горизонтальной панели шасси 155 х 135 мм, высота передней и задней стенок 35 мм. Для блока питания можно использовать трансформатор мощностью 40 - 60 Вт любого типа, в том числе и от устаревших на сегодня моделей ламповых приемников или радиол, лишь бы он имел вторичную обмотку, дающую переменное напряжение 200 - 220 В и накальную обмотку на напряжение 6,3 В. Подойдут, например, сетевые трансформаторы радиол «Рекорд - 62», «Рекорд - 66», «Рекорд - 68», «Сириус». Для описываемой конструкции использован трансформатор от старого приемника «Огонек». Можно применить и самодельный трансформатор, выполненный на магнитопроводе сечением 8 - 10 см2 (Ш22 х 40). Для напряжения сети 220 В его обмотка I должна содержать 1040 витков провода ПЭВ - 1 0,2 - 0,25, обмотка II - 965 витков провода ПЭВ - 1 0,12 - 0,15, обмотка III - 34 витка провода ПЭВ - 1 0,6 - 0,8. Диоды V2 - V5 выпрямителя смонтированы на гетинаксовой пластинке, которая укреплена на стойках в подвале шасси под сетевым трансформатором. Выходной трансформатор Т1 типа ТВЗ-2-1, ТВЗ 1-9 (унифицированный выходной трансформатор звукового канала телевизора). Но можно использовать выходной трансформатор от любого лампового приемника или телевизора с одно - тактным выходным каскадом в усилителе звуковой частоты. Конденсаторы С1 и С7 - типа К50 - 6, СЗ, С4 и С8 - К50 - 3 (или К50 - 12), С2 и С5 - БМ, МБМ, С6 - КЛС, КСО. Возможно, конечно применение конденсаторов других типов, но номинальное напряжение конденсаторов С2, СЗ должно быть не ниже 250 В, а конденсаторов С4 и С8 - не ниже 350 В. Переменные резисторы R1 и R6 типа СП - 1, постоянные резисторы - МЛТ. Резистор R8 должен быть на мощность рассеяния не менее 2 В (МЛТ - 2,0) или проволочным. Мощность головки не должна быть меньше 1 Вт. Можно использовать головки 1ГД - 28, 1ГД - 37, 2ГД - 8, 4ГД - 4, 4ГД - 28, 4ГД - 35 и подобные им со звуковой катушкой сопротивлением 4 - 10 Ом. Большая часть постоянных резисторов и электролитические конденсаторы С1 и С7 - смонтированы на самодельной монтажной планке, размещенной в подвале шасси возле ламповой панельки. Схема соединения деталей на ней показана на (рис.13, а).

Конденсатор С2 припаян непосредственно к выводам 1 и 9 ламповой панельки, конденсатор С5 - к выводам обмотки I выходного трансформатора, резисторы R8 и R5 - K выводам положительных обкладок конденсаторов С8, С4 и СЗ. Держатель предохранителя - ДПБ, выключатель питания - тумблер ТВ2 - 1 (находятся на задней стенке шасси). Переменные резисторы и разъем X1 (двухгнездная колодка) для подключения звукоснимателя или другого источника сигнала могут быть на передней стенке шасси или смонтированы в виде пульта управления на отдельной дюралюминиевой пластинке (рис. 13,б). Выбор того или иного варианта зависит от внешнего оформления конструкции. На пульте управления может быть индикатор включения питания (лампа H1). Проводники цепей управляющих сеток должны быть экранированными, а их экранирующие оплетки, а также корпуса переменных резисторов и сама пластина пульта надежно соединены с общим заземленным проводником цепей питания. В зависимости от имеющихся деталей конструкцию усилителя и монтаж можно несколько изменить. Но при этом: ламповую панельку и монтажную планку размещайте так, чтобы соединительные проводники цепей анода и управляющих сеток были короткими и не пересекались; сетевой трансформатор и выходной трансформатор располагайте на шасси так, чтобы оси их обмоток были перпендикулярны. Невыполнение этих важнейших правил может привести к самовозбуждению усилителя. Не забывайте, что в цепях усилителя действуют достаточно высокие напряжения. Поэтому, приступая к его испытанию и налаживанию, будьте особенно внимательны и, разумеется, не касайтесь проводников с повышенным напряжением. При замене деталей или изменениях в монтаже, питание усилителя обязательно выключайте. После проверки монтажа по принципиальной схеме (см. рис. 11) резистор R9 отпаяйте от резисторов R3 и R4, а конденсатор С6 - от анода пентода. Это надо сделать для того, чтобы цепи обратных связей временно разорвать. Через 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. 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 громкий, как бы рычащий звук. Это признак работоспособности усилителя в целом. Движок регулятора громкости поставьте в крайнее нижнее (по схеме) положение, измерьте и, если надо, скорректируйте режимы работы лампы. Рекомендуемые напряжения на ее электродах, указанные на принципиальной схеме, измерены относительно заземленного проводника вольтметром постоянного тока с относительным входным сопротивлением 10 кОм/В (вольтметром комбинированного измерительного прибора - тестер). Без ущерба для работы усилителя эти напряжения могут быть больше или меньше на 15 - 20%. Напряжение на катоде триода (смещение на управляющей сетке триода) устанавливайте подбором резистора R3, на катоде пентода - подбором резистора R8. Затем ко входу усилителя подключите линейный выход магнитофона и проиграйте фонограму. Звук должен быть громким и плавно изменяющимся при вращении ручкн переменного резистора R1. При восстановлении соединения резистора R9 с катодной цепью триода громкость звучания головки несколько уменьшится, а качество звука улучшится. Но не исключено, что после восстановления этой цепи усилитель может самовозбудиться. Значит, между выходом и входным каскадом усилителя возникла не отрицательная, а положительная обратная связь. Чтобы ее устранить, надо лишь 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. Какие изменения можно внести в этот вариант усилителя звуковой частоты? О возможном изменении его конструкции и монтажа я уже говорил. Сейчас же скажу о возможной замене некоторых деталей. Без ущерба для качества работы усилителя сопротивления всех резисторов и емкости всех конденсаторов могут быть на 15 - 20% больше, или, наоборот, меньше указанных на схеме. Диоды Д226А выпрямителя можно заменить диодами Д7Ж или выпрямительным мостом АВС-80-260. Вместо лампы 6Ф5П в усилителе можно использовать лампу 6ФЗП. Но при этом учесть, что в отличие от лампы 6Ф5П у лампы 6ФЗП анод триода выведен на штырек 9, управляющая сетка триода - на штырек 1, катод триода - на штырек 8, а управляющая сетка и катод пентода - соответственно на штырьки 3 и 2 Придется, кроме того, подобрать сопротивление резистора R8, чтобы на катоде пентода было напряжение 11 - 11,5 В. Вообще же лампу 6Ф5П можно также заменить двумя: 6ЖЗП в первом каскаде и 6П1П - в выходном каскаде. Можно так же исключить обратную связь, если в первом каскаде усилителя оставить местную обратную связь по току (в катоде лампы не ставить электролитический конденсатор), а пентодную часть включить триодом.