Лаборатория звуковой техники. Схема лампового предварительного усилителя для микрофона


Самый простой ламповый предусилитель за один вечер

На волне большого интереса к ламповой технике хочу описать конструкцию лампового предусилителя "для самых маленьких". Или для не самых маленьких, но не имеющих времени для серьёзного углубления в ламповую схемотехнику, но желающих попробовать "ламповый звук" и посмотреть на приятное тёплое свечение ламп в темноте. Однозначно - характеристики данной конструкции более чем скромные, но при этом она весьма функциональна и - самое главное - не требует особых навыков для сборки и не содержит дорогих и редких элементов.

В основе конструкции - распространённая советская радиолампа 6Ж1П - "высокочастотный пентод с короткой характеристикой". Его развёрнутые характеристики и особенности применения легко найти в интернете, в частности, на сайте, которым я сам пользуюсь - Магия ламп. Его главная особенность, благодаря которой мы выбираем именно его - способность работать с низким напряжением. Да, если вы интересуетесь ламповыми конструкциями - вы непременно должны знать, что анодное напряжение в большинстве из них - сотни вольт, а значит нужен анодный трансформатор, дорогостоящие конденсаторы на большое напряжение, выходной (по-сути понижающий) трансформатор и, в конце концов, меры предосторожности и навыки при сборке. Вторая - не менее важная - уникальная дешевизна и доступность. Все остальные детали - стандартные пассивные элементы. Заказать отдельно придётся, разве что только, линейный стабилизатор на 6В LM7806 (о нём - отдельно), но - и то - его можно заменить на регулируемый стабилизатор LM317 или вообще на конструкцию с транзистором и стабилитроном.

Итак, по порядку.

Данное устройство считается предварительным усилителем весьма условно из-за довольно низкого (единицы) коэффициента усиления, зависящего от напряжения питания. Основная функция устройства - согласование по уровню и выходному сопротивлению источника сигнала с нагрузкой, и, конечно же, внесение в сигнал небольшого уровня специфических искажений, свойственных ламповой технике.

Источником стерео сигнала для него может быть проигрыватель, цифро-аналоговый преобразователь (возможно, в составе звуковой карты) или электронный музыкальный иснтрумент (в т.ч. с высоким выходным сопротивлением). Выход с устройства подаётся непосредственно на оконечный усилитель, или любое устройство с линейным входом.

Как наиболее удачное применение для данного прибора я бы выделил следующие решения:
  • Как согласующее устройство между ЦАП и оконечным усилителем. Так, многие ЦАП не имеют выходного буфера и "капризны" до входного сопротивления последующего устройства. Предусилитель компенсирует это за счёт довольно высокого входного сопротивления ламповых каскадов с подачей сигнала на сетку. Ну и - куда же без этого - некоторое сглаживание "цифровых артефактов" + типичные "тёплые ламповые" искажения.
  • Для звукозаписи электронного музыкального инструмента, в т.ч. с высоким выходным сопротивлением или после цифрового устройства спецэффектов (гитарного процессора). Предусилитель поможет установить нужный уровень сигнала и - ну конечно же - "ламповый характер звучания".
    Схема

    Собрать данный прибор при наличии под рукой всех деталей можно действительно за один вечер с учётом корпусных работ (даже таких, как сверление больших отверстий под ламповые панельки). Корпус, к слову, настоятельно рекомендую взять металлический. Работы с электроникой займут едва ли час.

    Действительно, на один каскад (в конструкции их два - на правый и левый канал) приходится всего лишь лампа (V1/V2), резистор в анодной цепи (R3/R5) и разделительный конденсатор на выходе (C3/C4). Помимо этого - потенциометр (R2/R4) для регулировки уровня входного сигнала (рекомендую линейный потенциометр сопротивлением приблизительно 50кОм - 100кОм), разделительный конденсатор на вход - по желанию (лично я ставить не стал).

    Остальная часть схемы - цепи питания. C1, R1 и С2 - фильтр питания и линейный стабилизатор DA1. На микросхеме DA1 стоит немного остановиться. Она нужна для того, чтобы на накал радиоламп поступало не более требуемых 6,3В. В данной конструкции я использовал наиболее близкую по напряжению LM7806 выдающую 6В. Как я писал выше, можно заменить её другими решениями (о них, если будет потребность, расскажу отдельно). Так же можно было, конечно, сделать отдельное питание накала и отдельное питание анода. Это дало бы нам несколько больше возможностей, но - в то же время - значительно усложнило бы конструкцию. Зато при таком включении вся схема может питаться от стандартного адаптера напряжением 12-18В.

    Теперь несколько очень важных слов об источнике питания. Как я писал выше, коэффициент усиления схемы и динамический диапазон тем выше, чем выше напряжение питания. Однако здесь есть ограничения. Максимальное анодное напряжения ламп учитывать не будем - оно довольно высоко, будем ориентироваться на слабое звено схемы - стабилизатор. Максимальное напряжение, которое можно подавать на его вход - 35В, максимальный ток - 1А. Нити накала двух ламп в сумме потребляют около 300мА. Казалось бы, запас довольно приличный. Однако на практике - чем больше потребляемая сила тока и входное напряжение - тем больше выделяет тепла стабилизатор. Точные тепловые характеристики и допуски приведены в даташитах. Поэтому максимально допустимое напряжение питания будет отчасти определяться теплоотводом (радиатором), на который будет установлен стабилизатор.

    В моей конструкции, например, в качестве рассеивающей поверхности задействован металлический корпус устройства - микросхема через термопасту прикручена к стенке. К слову, изоляционная прокладка не потребуется если вы, как в большинстве классических решений, соедините корпус с минусом питания (в нашей конструкции питание однополярное и "минус" будет являться "массой" и, соответственно, экранировать схему). Корпус рассеивает тепло не слишком хорошо (за час работы не сильно, но ощутимо нагревается), поэтому я ограничил напряжение питания 12В. Если установить стабилизатор на достаточно массивный радиатор (только, пожалуйста, не переборщите! основная идея конструкции - компактность!!!), то напряжение можно увеличить до 18-20В. Достигать предельного значения 35В категорически не советую, поскольку при них значительно сокращается срок службы элемента и вскоре он может выйти из строя от перегрева!

  • Ну и несколько слов о конструкции и пара советов по сборке. Зелёные цифры на схеме рядом с выводами лампы - это номера электродов. Расположение электродов на стандартной семиконтактной панели приведено ниже. На всякий случай здесь же - назначение контактов у линейного стабилизатора. Ну и, наконец, сама конструкция. Подойдёт любой металлический корпус размером с пачку сигарет. В моём случае это был некогда D-Link Media Converter. При помощи конусного сверла я сделал два больших отверстия диаметром 22мм панельки. Монтаж решено было делать навесным. Для подобной конструкции печатная плата - это совершенно излишнее. С таким количеством радиоэлементов хватило всего две контактные колодки по 10 контактов, и те не были задействованы полностью.

    Не забываем про соединение земли "звездой" - все отводы, идущие по схеме на "массу" должны соединяться в одной точке с питанием и корпусом. Правда, опять же, для столь простой схемы с низким анодным напряжением данный принцип не критичен, хотя и стоит приучать себя соблюдать его везде. Опытные электронщики наверняка укажут мне, что провода внутри не разложены так, как это делают в сложных и дорогих усилителях. Конечно, стремиться к этому стоит, но не спроста я написал ещё в заголовке - "...за один вечер". С такими условиями уже не до перфекционизма, но - с другой стороны - я считаю, это хорошая демонстрация того, что справится со сборкой устройства даже самый начинающий радиолюбитель.

    Вот и всё. Правильно собранная конструкция работает сразу. Лично я звуком вполне доволе - уровню, по крайней мене, соответствует. Питать можно от обыкновенного адаптера, как уже писалось выше, напряжением 12-18В, но - желательно - стабилизированным. В этом случае будет снижена вероятность наводок по питанию. Слушал через Soundtech Series A на Quested S6, сигнал подавал с E-mu Tracker.

    radiomonkeys.blogspot.ru

    Схема усилителя лампового. Схема подключения усилителя

    В этой статье будет подробно изучена схема усилителя на вакуумных лампах. Конечно, эта техника давно устарела, но и по сей день можно встретить любителей «ретро». Кто-то просто предпочитает ламповый звук цифровому, а кто-то занимается тем, что дает вторую жизнь технике, пришедшей в негодность, восстанавливает ее по крупицам. Многие радиолюбители, которые работают в эфире, используют лампы для построения некоторых каскадов схем. Например, УВЧ легче построить именно на мощных лампах, так как на транзисторах они окажутся чересчур сложными.

    Структурная схема усилителя

    Структурная схема выглядит следующим образом:

    1. Источник сигнала (выход микрофона, телефона, компьютера и т. д.).
    2. Регулятор громкости – потенциометр (переменный резистор).
    3. Предварительный усилитель, построенный на лампе (обычно триод), либо на транзисторе.
    4. Цепочка регулировки тембра подключается к анодной цепи лампы предварительного усилителя.
    5. Оконечный усилитель. Обычно выполняется на пентоде, например, 6П14С.
    6. Согласующее устройство, позволяющее состыковать выход усилителя и акустическую систему. Как правило, в этой роли выступает трансформатор понижающего типа (220/12 Вольт).
    7. Блок питания, в котором вырабатывается два напряжения: постоянное 250-300 В и переменное 6,3 В (12,6 В при необходимости).

    Согласно структурной схеме, строится принципиальная. Необходимо досконально изучить каждый узел системы, чтобы изготовление усилителя не вызвало проблем.

    Питание усилителя НЧ

    Как было упомянуто выше, блок питания должен вырабатывать два различных напряжения по значению. Для этого нужно использовать специальной конструкции трансформатор. У него должно быть три обмотки – сетевая, вторичная и третичная. Последние две вырабатывают переменное напряжение 250-300 В и 6,3 В соответственно. 6,3 В – это напряжение питания нитей накала радиоламп. И если оно, как правило, не нуждается в какой-либо обработке, например, в фильтрации и выпрямлении, то переменное 250 Вольт нужно немного изменить. Этого требует схема подключения усилителя к источнику питания.

    Для этого применяют блок выпрямителя, который состоит из четырех полупроводниковых диодов, и фильтры – конденсаторы электролитические. Диоды позволяют выпрямить переменный ток и сделать из него постоянный. А конденсаторы обладают интересной особенностью. Если взглянуть на схему замещения конденсаторов для переменного и постоянного тока (по закону Кирхгофа), можно увидеть одну особенность. При работе в цепях постоянного тока конденсатор заменяется сопротивлением.

    А вот при работе в цепи переменного тока он замещается отрезком проводника. Другими словами, при установке в блоке питания конденсаторов вы получите чистое постоянное напряжение, вся переменная составляющая будет исчезать за счет накоротко замкнутых выводов в схеме замещения.

    Требования к трансформатору

    Важное условие – наличие необходимого числа обмоток для питания анодов и нитей накала ламп. В зависимости от того, какая используется схема усилителя мощности, требуется различное напряжение питания накалов. Стандартное значение – это 6,3 В. Но некоторые лампы, например Г-807, ГУ-50, нуждаются в напряжении 12,6 В. Это усложняет конструкцию и заставляет применять трансформатор больших размеров.

    Но если вы планируете собрать усилитель исключительно на пальчиковых лампах (6Н2П, 6П14П и др.), то необходимость в таком напряжении питания накалов отсутствует. Обращайте внимание на габариты – если необходимо собрать небольшой усилитель, то используйте однокатушечные трансформаторы. У них один недостаток – невозможно получить высокую мощность. Если стоит вопрос в мощности, то лучше использовать трансформаторы типа ТС-180, ТС-270.

    Корпус для устройства

    Для усилителей низкой частоты лучше всего использовать корпус из алюминия или оцинковки, монтаж радиоэлементов производить навесным способом. Недостаток сборки устройства на печатной плате – из-за нагрева ножки гнезд под лампы начинают отслаиваться от дорожек, разрушается пайка. Пропадает контакт, и работа УНЧ становится нестабильной, появляются посторонние звуки.

    Если в предварительном каскаде применяется схема усилителя на транзисторах, то разумнее ее сделать на небольшом куске текстолита – будет надежнее. Но применение гибридной схемы предъявляет свои требования к питанию. Для гитары УНЧ можно оформить в деревянном корпусе. Но внутрь нужно установить металлическое шасси, на котором будет собрано все устройство. Целесообразно применять металлический корпус, так как он позволяет с легкостью экранировать каскады друг от друга, что исключает возможность появления самовозбуждения и прочих помех.

    Регулировка громкости и тембра

    Схема простого усилителя может быть дополнена двумя регулировками – громкости и тембра. Первый регулятор устанавливается непосредственно на входе УНЧ, позволяет изменять величину поступающего сигнала. Можно применять переменные резисторы любой конструкции, которая будет нормально работать в УНЧ. С регулировкой тембра тоже проблем не должно возникнуть – переменный резистор включается в анодную цепь первого каскада. Только нужно определить, в какую сторону производится вращение, чтобы добавить ВЧ, а в какую для наращивания НЧ.

    Желательно сделать все так, как у промышленных усилителей, иначе будет неудобно пользоваться конструкцией. Но это простейшая схема регулировки тембра, разумнее установить небольшой блок, который позволит изменять частоты в широком диапазоне. Схемы ламповых усилителей могут содержать небольшие модули на полупроводниках – темброблоки, фильтры низких частот. Если нет желания изготавливать темброблок самостоятельно, то его можно приобрести в магазинах. Стоимость таких темброблоков довольно низкая.

    Стереофонический усилитель

    Но стереофонический УНЧ слушать намного приятнее, нежели монофонический. А сделать его в два раза сложнее – необходимо собрать еще один УНЧ с такими же параметрами. В итоге вы получите два входа и столько же выходов. Причем схема усилителя мощности и предварительных каскадов должны быть идентичными, иначе характеристики будут разниться.

    Все конденсаторы и резисторы одинаковые по параметрам – по значениям величин и допускам. Особое требование к переменным сопротивлениям – необходимо применять спаренные конструкции как для регуляторов громкости, так и в темброблоке. Смысл в том, что необходимо обеспечить равномерность регулировки этих параметров в обоих каналах.

    Система 2.1

    А вот для улучшения качества звука можно добавить сабвуфер, который будет усиливать низкие частоты. При этом общая схема подключения усилителя не изменится, лишь добавится третий блок. По сути, у вас должно получиться три полностью одинаковых монофонических усилителя – по одному на левый канал, правый, сабвуфер.

    Обратите внимание на то, что регулировка громкости в сабвуфере осуществляется отдельно от УНЧ. Это позволит в дальнейшем изменять уровень усиления. Отсечка «лишних» частот осуществляется при помощи простой схемы, в состав которой входит несколько конденсаторов и сопротивлений. Но можно использовать готовые фильтры низких частот, которые продаются в любом магазине радиодеталей.

    Заключение

    Выше были рассмотрены схемы ламповых усилителей, которые чаще всего повторяют радиолюбители в своих конструкциях. Самостоятельно изготовить их под силу человеку, умеющему обращаться с паяльником и технической литературой. Но если вы не отличаете резистор от конденсатора и не стремитесь ничему научиться, а усилитель нужен, то лучше попросите опытного мастера изготовить УНЧ.

    fb.ru

    Предусилитель своими руками - на микросхеме LM833

    Предусилитель своими руками — с регулятором тембра

    Предусилитель своими руками — рекомендую радиолюбителям схему простого и вместе стем высококачественного предварительного усилителя мощности звука с встроенным тембр блоком. Преамп построен на базе широко известного двухканального операционного аудио усилителя LM833.

    Рабочая область микросхемы реализована по схеме не инвертирующего усилителя с последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, а незадействованная область собрана по схеме повторителя, то есть по просту заглушена. Эффективная полоса пропускания данной схемы находится в пределах от 0.6 Гц до 18 кГц. Приблизительный коэффициент усиления находится в диапазоне от 0.9 до 110 исходя от выставленных значений подстроечного резистора.

    Сдвоенный операционный усилитель LM833 изначально разрабатывался для применения в высококачественных звуковых устройствах. Таких, например; как пред усилители и фильтры, которые не могут работать без дву-полярного блока питания. Схема данного аппарата способна работать с питающими напряжениями в диапазоне от ±6v до ±18v, при этом коэффициент нелинейных искажений (КНИ) составляет только лишь 0.002%. Пиковое усиление по напряжению ОУ LM833 достигает 112дБ с номинальным током 6мА.

    Схема предварительного усилителя

    В качестве операционного усилителя можно применять любой другой двух канальный ОУ.

    На снимке печатная плата:

    Компоновка элементов на печатной плате.

    Номиналы всех установленных в схеме элементов показаны на картинке ниже:

    Список компонентов:

    Данную модель преампа можно применять как в комплекте усилителя мощности звука, так и как дополнительный модуль предварительного усилителя.

    Зачем нужен предварительный усилитель

    Основной задачей устройства является выполнения функции усиления звукового сигнала до такого значения, при котором он становится более подходящим для оконечных усилителей мощности. Предусилитель подбирает системный уровень звукового сигнала от разнообразных источников звука. При усилении сигнала, предварительный усилитель несколько изменяет звуковой тембр.

    Далее, воспроизводящая аудио система обеспечивает линейность и минимум искажений. Например, чтобы добиться прозрачного звука гитары, без этой особенности устройства, никак не справится во время выстраивания безукоризненного звучания электрогитары. Как известно, электрогитара обладает своим специфическим звуком. Следовательно, дополнительно вносимые тембровые эффекты привносят в первоначальный гитарный звук, знакомое гитарное звучание.

    Используя некоторые модели преампов можно извлечь новое, уникальное звучание. Предварительные усилители разделяются на категории их применения, такие как для работы с инструментальным звуком, для работы с микрофоном и есть еще универсальные. Например: на вход инструментального преампа можно напрямую подавать сигнал с гитары. Микрофонные естественно работают с микрофонами. Универсальные имеют возможность, переключаться между микрофонным и инструментальным.

    Фото пред усилителя собранного в корпусе.

    usilitelstabo.ru


    Смотрите также