Самодельный высококачественный ламповый усилитель для наушников.

 В самодельных ретро конструкциях редко можно увидеть бестрансформаторный двухтактный усилитель НЧ с фазоинвертором и с последовательным включением ламп, а ведь именно он, по словам Л. Кононовича, является более совершенным для использования в радиоприёмниках и радиолах высшего класса (журнал «Радио»1959 г  № 6; статья «Усилители НЧ без выходного трансформатора»). Но столкнулся я с этой схемой несколько позже, в начале 70-х, будучи ещё школяром, даже собрал этот усилитель.  Кстати, он неплохо работал, в составе радиоприёмника, но с трансформатором на выходе. Как давно это было.  «Высококачественный  усилитель» - так называлась статья из брошюры, посвящённой высококачественному воспроизведению звука.  Но сейчас, как я понял, уже никого не интересует качественное звучание, главное, чтобы громко было. Вот и приходится мне затыкать уши, посещая театры и концертные залы.

Журнал "Радио" 1959г. №6.

 Когда я тестирую  ламповый усилитель с покупным выходным трансформатором, то наблюдаю сильный завал частотной характеристики (до - 10 дБ) в области низких частот  (20 - 100 Гц). В попытке выровнять частотную характеристику – увеличиваю глубину отрицательной обратной связи и замечаю, что звучание становится ватным (теряется динамика звука, прозрачность), хотя приборы говорят, что всё отлично. Начинаю увеличивать число витков первичной обмотки трансформатора или включаю  последовательно две первичные обмотки трансформаторов, для подъёма усиления на низких частотах, но тогда  заваливается верх частотной характеристики за счёт роста индуктивности рассеивания. Ко всему надо добавить и нелинейные искажения, так как от тока, протекающего по обмотке, будет меняться магнитная проницаемость сердечника. Умолчу пока про фазовые искажения, незаметные на слух.

Попытка построить высококачественный усилитель для громкоговорителя без выходного трансформатора у меня пока не увенчалась успехом, так как всё упирается в акустический агрегат, который в большей степени несёт ответственность за качество звука, чем сам усилитель. В моём представлении гирлянда низкоомных последовательно включенных громкоговорителей в акустическом ящике, согласованная с усилителем, скорее всего не зазвучит.  Даже в юности схема Кононовича работала у меня с выходным трансформатором, так как рассчитана была на дефицитные в то время громкоговорители  5ГД16 с сопротивлением около 400 Ом. А попытка увеличить количество радиоламп, чтобы обеспечить работу на низкоомную нагрузку превращает конструкцию усилителя в электропечку.

 Зато увенчалась успехом постройка высококачественного стереофонического бестранформаторного усилителя для наушников. Я собрал усилитель на комбинированных триодах в целях уменьшения общего количества ламп.

                Ламповый высококачественный усилитель для наушников.

Рис. 1.  УНЧ на лампах 6Н3П.

Макет усилителя.

Макет усилителя.

 

Теперь так я бы назвал эту схему.

 Когда я уже стал забывать, что представляет собой качественное звучание, то собрал схему

           простого однолампового монофонического усилителя  для наушников.

 Этот усилитель работал на последовательно соединённые динамические головки наушников исключительно из-за сравнительно высокого своего выходного сопротивления 66 Ом, а поэтому не годился для стереофонического приёма с использованием  бытовых, сравнительно недорогих наушников с комплексным сопротивлением динамических головок 30 – 33 Ом.  Двухтактный ламповый каскад на триодах 6Н3П, (более широко распространённые радиолампы 6Н2П в этой схеме работать не будут, возможно, из-за большего их внутреннего сопротивления)  охваченный обратной связью, уже обеспечивает выходное сопротивление порядка 33 - 40 Ом. Правда, путём дополнительных схемных решений, я пока дошёл до выходного сопротивления усилителя около 25 Ом. Я мог бы пойти и дальше, но вовремя остановился, так процесс мог отбросить меня в прошлое на целое столетие (в 1921 году проводились опыты по радиосвязи между Казанью и городами Поволжья), в то время, чтобы поднять мощность передатчика использовалось включение до 87 ламп в параллель. Несмотря на ещё не совсем холодную за окном погоду, отопление работало в полную силу.

 В схеме на рисунке 1 первая лампа работает в усилительном режиме. Вторая половинка двойного триода – фазоинвертор. С катода и с анода этой лампы снимаются два сигнала одинаковой амплитуды, но сдвинутые друг относительно друга на 180 градусов. Коэффициент усиления этого каскада меньше 1. На выходе двухтактный последовательный каскад. Постоянное напряжение делится пополам для каждой лампы. Для этой схемы лампа 6Н3П, имея низкое анодное напряжение (100 вольт), удачно подходит. Цепочка R C – отрицательная обратная связь. С уменьшением номинала резистора, увеличивается глубина обратной связи, что в свою очередь уменьшает нелинейные искажения и выходное сопротивление каскада, в тоже время уменьшает коэффициент усиления.  Так, если резистор в цепи обратной связи равен 10 кОм, то выходное сопротивление каскада  - 33 Ом. Если  Rоос = 18 кОм, то R вых = 40 Ом.

Рис. 2 . При сопротивлении R = 18 кОм - выходное сопротивление усилителя 30 Ом.

Рис. 2 . При сопротивлении R = 18 кОм - выходное сопротивление усилителя 30 Ом.

  Тем не менее, как вариант, можно уменьшить выходное сопротивление усилителя, не сильно увеличивая глубину отрицательной обратной связи,  параллельным включением ламп в выходном каскаде.

Рис. 3. Число ламп можно уменьшить.

 Я испробовал и такое включение ламп в оконечном каскаде, несколько изменив схему. Наиболее заметно два параллельных включения. При включении в параллель три лампы, эффект на снижение сопротивления незначителен. Поэтому выстраивать цепочку ламп, чтобы добиться отдачи громкоговорителя я не стал. Дело за выбором из трёх вариантов.

1.       Схема на рисунке 1 и наушники с сопротивлением более 33 Ом.

2.       Схема на рисунке 2 - 3 и наушники с сопротивлением 30 Ом.

3.       Остаётся зимний вариант, чтобы раскачать несколько современных громкоговорителей, включённых последовательно для усилителя с небольшой мощностью 0,5 ватта  или другой выбор.

                                                             Параметры усилителя.

Номинальное выходное среднеквадратичное значение напряжения на нагрузке 33 Ом составляет 500 мВ при входном напряжении 100 мВ. (Rоос =10 кОм).

Неравномерность частотной характеристики в диапазоне 20 Гц – 20 кГц составляет - 0.5 +1 дБ.