Делаем внешнюю USB звуковую карту. Часть 3. Ламповый предварительный усилитель на 6Н6П.

Продолжим эпопею по сборке самодельной звуковой карты. В предыдущих статьях (Часть1, Часть2) было описано изготовления самого блока Usb кодека, а также фильтра нижних частот. В этой статье будет описана сборка лампового предварительного усилителя. Так как сигнал звуковой частоты с фильтра нижних частот слабоват для раскачки усилителя мощности, то необходимо дополнить конструкцию предварительным усилителем. Сразу была идея сделать «пред» ламповым, так как нравиться работать с лампами, да и звук уж больно хорош!

Да и как звучит:
«Звуковая USB карта с ламповым усилителем!»))). Ну, перейдем к делу!
В результате умозаключений и раздумий, а также изучения материала вот отсюда и отсюда родилась вот такая схема:

В основу данной схемы был положен стандартный реостатный каскад на триоде:

Усиливаемый сигнал подается на управляющую сетку лампы л1. Под действием этого сигнала в анодной цепи лампы возникает пульсирующий ток, а на сопротивлении нагрузки Ra1 формируется напряжение усиливаемого сигнала. Падение напряжения на резисторе Ra1 с возрастанием анодного тока увеличивается, что приводит к уменьшению напряжения на аноде лампы. при подаче максимального входного напряжения на сетку лампы, напряжение на аноде минимальное и наоборот. Конденсатор Ср1 препятствует прохождению постоянного анодного напряжения на следующие каскады. Резистор Rс1 — резистор утечки сетки — обеспечивает стекание сеточных зарядов на катод, а так же служит для подачи на сетку отрицательного напряжения смещения. Величина сопротивления резистора Rа1 не зависит от частоты, однако, коэффициент усиления такого каскада не остается постоянным во всем диапазоне частот. Уменьшение коэффициента усиления на низших частотах объясняется действием делителя напряжения, образованного конденсатором Ср1 и резистором Rс2. При уменьшении частоты входного сигнала сопротивление конденсатора Ср1 увеличивается, что приводит к перераспределению напряжения на делителе и к уменьшению напряжения, подаваемого на вход следующего каскада. С увеличением частоты сигнала сопротивление конденсатора Ср1 уменьшается до такого значения, что им можно пренебречь по сравнению с сопротивлением резистора Rс2. Однако в определенный момент на величину коэффициента усиления каскада начинают влиять паразитные емкости, например выходная емкость лампы первого каскада, емкость монтажа, а также входная емкость следующего каскада. Эти емкости шунтируют сопротивление нагрузки, тем самым уменьшая напряжение, подаваемое на вход следующего каскада.
На величину коэффициента усиления каскада решающее влияние оказывает величина сопротивления нагрузки Rа1. Однако величина сопротивления резистора Rа1 должна выбираться так, чтобы это не привело к значительному понижению постоянного напряжения на аноде лампы Л1. Резистор Rk1 и конденсатор Ск1 — элементы автоматического смещения. Вообще, сопротивление анодного резистора должно быть в пределах 3-5 (иногда до 10)Ri, где Ri – внутреннее сопротивление лампы. Если оно не указано, применяем основное уравнение лампы m=SRi, где m – коэффициент усиления, S – крутизна характеристики. Все эти значения можно взять из справочников по лампам, коих в интернете море.
Вот такая вот теория. Я выбрал эту схему в связи с простотой расчета и настройки данного каскада. Я применил в своей схеме двойной триод 6Н6П Выбор мой пал на него, потому, что хотелось к предварительному усилителю подключать еще и наушники, а эта лампа очень хорошо подошла для этих целей.
Нашел вот еще программу «Расчет лампового усилителя V1.0»
Решил попробовать просчитать в ней. Сперва добавил параметры лампы 6Н6П в базу данных ламп, так как таковой там не было:

Потом в самой программе произвел расчет:

В принципе, примерно так получилось и у меня, только подкорректировал потом номиналы для параллельного включения триодов.
Включение двух триодов в одной лампе в своей схеме я сделал параллельным. А зачем?
Применение параллельного включения позволяет:
— в два раза уменьшить внутреннее сопротивление лампы
— в два раза увеличить крутизну характеристики
— снизить шумы лампы
Немного пояснений к схеме:
1. Резисторы R5 и R8 необходимы для выравнивания амплитуды сигнала для каждого триода, подбираются экспериментально, это сделано для того, что параметры двух триодов в одном баллоне все таки отличаются друг от друга, особенно коэффициент усиления.
2. Резистор анодной нагрузки сделан общий для обеих триодов и составлен из четырех двух ваттных резисторов, соединенных параллельно для получения необходимого сопротивления, мощность выделяемая на них составляет около 8 Ватт.
3. Электролитические конденсаторы автоматического смещения С2 и С4 зашунтированы пленочными конденсаторами С3 и С5 — шунтирование электролитов не электролитическими конденсаторами (пленочными) улучшает звукопередачу в области высоких частот. Ёмкость их выбирают на один – два порядка меньше ёмкости электролитических.
4. Выходной конденсатор С6 — качественный пленочный, тут я применил «бутерброд» из нашего К73-17 и филиповсские типа МКТ, вот такие:

Как показало потом прослушивание, звучал этот «бутерброд» ох как не дурно!
5. Резистор R10 — нагрузочный для этого каскада.
6. Важный момент по поводу питания накала ламп. Так как у лампы 6Н6П ток накала равен примерно 750-800 мА, а усилителя потребуется два канала, то если запитывать напряжением 6,3 в обе лампы, накалы которых запараллелены, то получим 1,6 Ампера, а питать хочу постоянкой, дабы избавиться от лишнего фона и наводок. Приличный ток на накал получается! Но нити накала двух ламп соединил последовательно и запитал от 12 вольт, ток порядка 800 ма, так что обычного стабилизатора 7812 на небольшом радиаторе хватит «за голову».
Теперь следующий важный момент. В момент включения, когда лампы еще не нагрелись и нити накала разогреваются, на выходе предусилителя, а также на входе последующего каскада будут присутствовать все мыслимые и немыслимые наводки, проще говоря пока лампы не выдут
на свой рабочий режим, вход последующего усилителя мощности будет просто висеть «никуда не подключенным», когда лампы разогрелись, то все это «колдовство» конечно же исчезнет.
Чтоб избавиться от этого неприятного эффекта, собрал простое реле времени, которое включает реле с задержкой около 5 секунд. Реле, в свою очередь, своими нормально замкнутыми контактами, в момент включения коротит выход на общий провод, а по истечении
времени выдержки размыкает выход от общего провода. Вот схема:

Реле использовал наше, отечественное РЭС55. Во-первых, оно герметичное герконовое, во-вторых, в железном корпусе, от корпуса есть отдельный вывод, его соединил с общим проводом, дабы избежать наводок на контакты.

Поставил их две штуки, так как у этого реле только одни нормально замкнутые контакты, катушки их соединил параллельно.
Вот цоколевка этого реле:

Теперь чем все это дело запитать. Тут уже проблем нет, все уже давно пройдено!
Для питания использовал трансформатор ТАН-34

Для питания анодов ламп применил электронный дроссель на полевом транзисторе, как в усилителе для бас-гитары
Для питания нитей накала — обычный стабилизатор 7812.
Вот, собственно схема:

Полевой транзистор в электронном дросселе используется типа 2SK2996 со стабилитроном внутри. В цепь общего провода стабилизатора 7812 включен диод, чтоб поднять напряжение примерно до 12,6 вольт.
Предварительный усилитель хотел сперва собирать навесным монтажем, но затем передумал. Потратил часика два, но развел плату на два канала. Изготовил плату, впаял детальки.
Ламповые панльки использовал вот такие, немножко их потом доработав

Вот, что получилось:



Блок питания так же был собран на печатной плате:

Файлы печатных плат предусилителя и блока питания
Было произведено прослушивание данного лампового девайса, звук очень достойный, хорошие мясистые не бубнящие низы очень порадовали. Получился, как говорят «теплый ламповый звук». С этой частью все. Следующая часть уже будет финальной, будет описано изготовление светодиодного индикатора уровня, а также оформление всего в корпус, который сейчас пока ищу.
Вот все печатные платы

38 комментариев

avatar
В чем схемы рисовал?
avatar
sPlan 7
avatar
Вопросы по БП:
1.Какая емкость стоит параллельно С1
2.Что за элемент HV
3.Правильно ли на плате стоит D2
Спасибо
avatar
1. Емкость этого дополнительного конденсатора от 0,1 до 1 мкф, но на напряжение 400в, можно и выше
2. это не элемент, надпись HV — high voltage, просто для себя написал, чтоб не влезть случайно, резистор возле этой надписи — от 5 до 10 к, через него разряжается конденсатор фильтра, когда блок выключается
3. правильно, там просто нет обозначения катода… подключается анодом к точке соединения
R3, R4, C2. Полевик используйте 2SK2996
avatar
Тем не менее диод D2 на печатной плате стоит неправильно
avatar
может вас вводит в заблуждение диод, который идет на первый вывод полевика, так это стабилитрон, но так как полевик 2SK2996 со стабилитроном внутри, то он не ставиться///D2 на печатной плате обозначен как резистор, катод подключен к плюсу выпрямителя, анод к точке соединения R3, R4, C2… сделайте скриншот и отметьте, что не так, а то мож я не понимаю… но плата полностью рабочая
avatar
Теперь все понятно, но схема электрическая принципиальная отражает прежде всего ОДНОЗНАЧНОСТЬ, а печатная плата-следствие однозначности.А так получается-два пишем, один в уме…
avatar
на счет этого диода… когда собиралась схема бп у меня не было в наличии полевика 2SK2996, а у него встроенный стабилитрон, вот как тут

поэтому сначала думал поставить IRF740 и стабилитрон, но потом транзистор нашел, а плату переделывать не стал, решил пусть будет универсальная, под разные транзисторы… да не такая уж схема и сложная, чтоб под свои детали и габариты развести пп…
avatar
я понимаю, что однозначность — это очень хорошо, но когда что-то разрабатываешь, то довольно сложно уследить за всем, вот и вкрались маленькие огрехи, не влияющие сильно на работоспособность в целом… а вы молодец, что проверяете… платы я свои сам не предлагал, люди попросили, я выложил, и ясное дело, что там есть некоторые расхождения со схемой, известные только мне, но повторюсь еще раз, на работоспособность эти расхождения не влияют!!!
avatar
Да все понятно-не ошибается тот, кто ничего не делает.Я, к примеру платы всегда развожу сам, но естественно смотрю на принципиалку и плату автора,
под свои детали и вкусы.А как быть начинающим, просто копирующих?
Автору спасибо за понимание и отклики я думаю не только от меня.
avatar
а вот начинающим и просто копирующим тоже необходимо проверять и задавать вопросы… не всегда получается расписать так, чтоб всем было понятно, кто-то быстро разберется, а кто-то долго возиться… копировать тоже с умом надо))))эта конструкция довольно сложная, поэтому, прежде чем копировать, начинающим необходимо немного разобраться с мат.частью по этому вопросу, тогда некоторые непонятки отпадают сами собой)))Удачи в сборке!!!
avatar
Через какой резистор экранирующая сетка подключена на землю?
avatar
это не резистор, а безвитковый дроссель, который представлят собой ферритовое кольцо на токоведущем проводе. Их иногда называют «ферритовыми бусинами»… ставил чисто из эксперимента, можно заменить перемычкой… через них так же подключен накал, повторюсь еще раз, что нити накала каждой лампы включены последовательно и запитаны от 12 вольт
avatar
Следствие прдолжаем-а что там за емкость шунтирующая подогреватель?
avatar
тоже эксперименты по подавлению помех и наводок… можно ставить, можно не ставить
avatar
А можно подробнее о составе Вашего «бутерброда» С6.Спасибо.
avatar
конденсатор С6 состоит из двух, включенных параллельно _ первый наш К73-17, второй — MKT, делается это для «облагораживания» звучания, можете попробовать разные конденсаторы и их сочетание…
почитать можно тут
avatar
Есть хорошие кондеры К71-7, но напряжение 250в, а надо наверное не менее 350в?
avatar
да, лучше на 350 вольт, можно последовательно с ним еще какой-нидь прицепить и послушать, что выходит
avatar
Интересно, в аналогичных схемах выходная емкость составляет сотни мкф, а у Вас всего одна?
avatar
емкость этого конденсатора зависит от того, какую полосу частот хотим получить на выходе, так же влияет на коэффициент усиления каскада… этот конденсатор будет определять АЧХ усилителя в области низких частот и так же его емкость зависит от входного сопротивления последующего каскада… примерный расчет — Сразд=1000 / FН · RВХ, где RВХ – входное сопротивление последующего усилительного каскада или нагрузки (кОм), FH — нижняя граничная усиливаемая частота, но расчет и формула эмпирическая, тут влияет гораздо больше факторов… вообще не заморачивайтесь вы с ним, я его примерно расчитал, а потом подбирал на слух…
avatar
панельки ламп можно соеденить с платой проводами, хочу чтоб лампа полностью была сверху коруса, просто перемычка вверх, я опасаюсь наводок со стороны транса, его может и в экран запихнуть(Вместо ТАН намотан ТОРОИД со сходными характеристиками)
avatar
да, если перемычки, то возможны наводки, тут нужно косичками свивать провода, питание отдельно косичка, накал отдельно косичка, если тороид, то у него поле рассеяния значительно меньше чем у трансов с броневыми магнитопроводами, так, что может и не будет ничего, а вообще есть такой способ… береться полоска жести, оборачивается вокруг тороида(по внешнему диаметру, концы спаиваються, потом можно еще будет и с общим проводом соеденить, но эт надо пробовать, чтоб других помех не возникло
avatar
Скажите, если всё-таки нет в наличии транзистора 2SK2996, то каким стабилитроном и каким диодом нужно дополнить IRF740 что б получить равнозначную замену?
avatar
в качестве стабилитрона можно использовать любой, с напряжением стабилизации 12 вольт, а диод можно не ставить, он уже есть в составе полевого транзистора
avatar
Ещё несколько вопросов:
1. Резисторы на 47кОм какой мощности должны быть? На фото похожи на 1 ватт.
2. Кондёры на 220мкф на какое напряжение? Я так понимаю на 16в должны подойти.
3. Для получения анодного напряжения какое должно быть напряжение на вторичке трансформатора? Если судить по ТАН-34, то получается что 180 вольт. Какой диапазон напряжений подойдёт на этой вторичке для питания преда?
4. На вторичках для питания ламповика (180в и 12,6в) по 1 амперу на обмотках достаточно будет?
5. Когда ждать финальной части статей, со сборкой и индикатором? :) Интересный проект, хочется продолжения!

Если где ошибаюсь, поправьте!
Спасибо за помощь, товарищи!
avatar
1. Резисторы 2-х ваттные.
2. Да, на 16 вольт подойдут.
3. Вы совершенно правы, вторички выдают 180 вольт переменки, но после выпрямителя и фильтра
получаем 180*1,41=253,8… для питания подойдет напряжение от 200 до 300 вольт, выше и ниже, не советую.
4. Анодные обмотки должны обеспечивать хотя бы 100мА, накальная обмотка(обмотки), хотя бы 1,5 ампера(каждая лампа кушает по накалу 750мА, если накал ламп заппараллелить, то будет уже 1,5 А, это если питать напряжением 6,3 в, если накал ламп подключить последовательно, при напряжении питания 12в, то будет потреблять 750мА всего.
5. Финальная версия думаю скоро будет, немного сейчас времени не хватает).
Если, что, спрашивайте!
avatar
Большое спасибо за помошь!!!
avatar
Огромное спасибо, все еще жду финальный статьи. Когда будет? А то цикл из 3 статьей путает меня)) Но папробывать очень хочется
avatar
да вот потихоньку все доделываю, времени не хватает чтоб все закончить, та в финальной статье будет описано водружение всего в корпус ну и еще несколько мелочей
avatar
подскажите пожалуйста изменятся ли номиналы резисторов в цепи транзистора если анодное напряжение будет 220 вольт переменки? Как их расчитать?
  • Leon
  • 0
avatar
для более высоких напряжений лучше применить вот эту схему — Схема -
avatar
Спасибо! Буду искать трансформатор другой )
  • Leon
  • 0
avatar
ищите из серии ТА или ТАН, из них можно разные напряжения получить
avatar
эт я хочу собрать усилитель для наушников на 6н6п. Хотелось использовать вашу печатку для БП
avatar
Splan7 неоткрывает печатки. Подскажыте ссылку на програму с которой вы работали. Спасибо.
avatar
а он и никогда и не откроет)))печатки делались в Sprint Layout5, а в сплане рисовались схемы
avatar
доброго времени суток!
подскажите пож. тип диода D4 в блоке питания, спс.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.