Однотактный ламповый усилитель мощности ЗЧ

 Или High-End для начинающих

В последнее время вновь получили распространение ламповые усилители мощности ЗЧ. Во многом это произошло благодаря популярности этого вида аудиотехники в кругах ценителей высококачественного воспроизведения. Автор данной статьи в целом не разделяет мнение о том, что "ламповый" звук объективнее "транзисторного", однако в своё время им было разработано и построено несколько подобных усилителей. Вниманию читателей предлагается один из первых вариантов УМЗЧ, разработанный атором в 1995 году и вполне успешно эксплуатировавшийся в течение ряда лет. Усилитель хорошо себя зарекомендовал с точки зрения надёжности и повторяемости. Десяток резисторов и три лампы - вот всё, что нужно, чтобы собрать это устройство. Однако при кажущейся невысокой сложности, схема требует тщательной проработки всего технологического процесса изготовления.

Усилитель реализован по классической для аудиотехники категории High-End однотактной схеме. Главной особенностью усилителя является применение положительной обратной связи по току (ПОСТ), что позволило улучшить демпфирование громкоговорителей. В выходном каскаде использованы выходные пентоды 6П14П (зарубежный аналог - EL84, в ряде случаев предпочтительнее использовать именно их). Хоть эти лампы и не являются признанно "аудиофильскими", от них можно добиться вполне приемлемой работы. К тому же они не капризны и стоят относительно недорого. Усилитель охвачен неглубокой общей ООС (~12dB), что в целом не характерно для усилителей "престижного" класса, однако позволяет существенно снизить искажения, вносимые УМЗЧ и повысить устойчивость схемы. Кроме того, наличие ООС снижает влияние разброса параметров ламп на выходной сигнал. УМЗЧ обеспечивает номинальную выходную можность 6Вт (максимум 8Вт), чего вполне достаточно для раскачки небольших АС, реализованных на высокочувствительных динамических головках (из отечественных можно назвать 6ГД2, 8ГД3-РРЗ, динамики производства КИНАП - их всё ещё можно найти, 10ГДШ-2, 5ГДШ-5-4).

Широкое распространение однотактной схемы в настоящее время можно объяснить в основном тремя причинами: 1) отсутствие каскада фазоинвертора. Этот каскад практически невозможно сделать идеально симметричным, что приводит к дополнительным нелинейным искажениям в виде появления в спектре выходного сигнала УМЗЧ чётных гармоник; 2) большей "комфортности" ("теплоты", "насыщенности") звучания. Это объясняется спецификой однотактных ламповых каскадов, обладающих лёгкой квадратичной нелинейностью, вследствие чего работающих подобно эксайтеру. Это снижает объективность работы усилителя, однако резко улучшает субъективное качество восприятия отдельных фонограмм (особенно цифровых), для которых характерна некоторая "сухость" и "зажатость" звучания; 3) отсутствие необходимости идеального соблюдения симметрии выходного трансформатора. С точки зрения радиолюбителя это существенно упрощает процесс изготовления этого узла.

Рис.1

Принципиальная схема усилителя представлена на рис.1. Драйвер собран на одном из триодов, входящих в лампу VL1. Вторая половинка лампы используется в другом канале усилителя. Такое решение позволяет сократить количество ламп, однако несколько ухудшант переходное затухание (взаимное проникновение) между каналами. Лампу VL1 можно заменить на 6Н3П, но в этом случае номиналы, указанные на схеме следует изменить следующим образом: R3 - 47k, R4 - 3,3k, R10 - 1k, R11 - 3.3k. Резистор R2 при этом следует исключить. Возможно потребуется подстройка глубины обратной связи путём подбора резистора R10. Замена лампы в каскаде драйвера несколько ухудшает общие характеристики усилителя, так что в целом не желательна. Каскад охвачен местной ООС (R2), что несколько снижает усиление, но значительно повышает устойчивость и позволяет отказаться от шунтирования резистора автосмещения электролитическим конденсатором.

Выходной каскад собран на двух одинаковых мощных пентодах VL2 и VL3, включённых параллельно с целью увеличения выходной мощности. Лампы работают в классе А. Особенностью выходного каскада является отсутствие цепей автосмещения. Такое решение позволило отказаться от резисторов в анодных цепях ламп, что несколько снижает выходное сопротивление УМЗЧ. Кроме того эти резисторы, даже будучи зашунтированными электролитическим конденсатором, всё же являются причиной возникновения интермодуляционных искажений. Смещение на сетки ламп подаётся от отдельного стабилизированного источника через резистор R7. Выходной трансформатор выполнен на магнитопроводе из железа Ш20 (толщина пакета - 35мм). Обмотка 1-2 содержит 1620 витков, а 2-3 - 420 витков провода ПЭЛ-0,27, а обмотка 4-5 - 142 витка того же провода. С целью уменьшения потерь на вихревые токи пластины следует покрыть тонким слоем нитролака путём окунания каждой пластины в посуду с разведённм лаком с последующей сушкой. Собирать пакет следует в несколько "недосушенном" состоянии. При этом пластины склеются и трансформатор будет меньше "звенеть". Магнитопровод готового трансформатора следует поместить в экран из жести.

Усилитель собран на П-образном шасси из дюралюминия размером 300 х 140 х 80мм. Лампы VL3, VL2 и VL3, а так же выходные трансформаторы размещаются на верхней панели, а блок питания и электролитические конденсаторы С2 и С3 - в подвале шасси. Совместно с усилителем можно использовать любые блоки питания от аналогичных конструкций. Налаживание усилителя сводится к установке режима выходных ламп путём регулировки напряжения смещения. Первое включение УМЗЧ лучше производить с разомкнутой цепью ООС. Если при её замыкании усилитель возбуждается, значит следует перекинуть клеммы выходного трансформатора. Правильно собранный из исправных компонентов усилитель работает вполне неплохо, однако из-за небольшой мощности требует подключения АС с высокой характеристической чувствительностью и сопротивлением 6-10 Ом. Этому условию удовлетваряют, например, штатные АС от радиолы Simfonia-003 stereo, с которыми долгое время эксплуатировался данный УМ. Прослушивание фонограмм различных жанров выявило хорошую динамику и детальность звучания. Звук, конечно, не лишён некоторых специфических недостатков, характерных, впрочем, для однотактных ламповых усилителей. Данную конструкцию можно считать усилителем "начального" уровня - он относительно недорог и прост в изготовлении, почти не требует налаживания и вместе с тем обеспечивает неплохое звучание, в целом дающее представление о работе аппаратуры подобного класса.