УМЗЧ на "телевизионных" лампах с трансформаторами ТН

(полная авторская версия)

Сергей Комаров, UA3ALW

Журнал "Радио" № 12 за 2005 г. Журнал "Радио" № 1 за 2006 г.

Практические схемы ламповых усилителей на трансформаторах ТН

Схема 1. Двухламповый усилитель на триод-пентодах 6Ф3П или 6Ф5П.

Схема классическая и в подробном описании физики ее работы не нуждается.

В качестве предварительного каскада усиления и фазоинвертора используется дифференциальный каскад. Ток анода каждого триода 1,45 мА. При этом коэффициент усиления каскада от входа до каждого выхода составляет 25. Чувствительность усилителя со входа, при максимальной выходной мощности - 0,45 вольта эффективного значения.

Выходной каскад усилителя работает с автоматическим смещением в режиме класса АВ. Баланс токов выходных ламп устанавливается за счет небольшого (плюс/минус 1,5 вольта) изменения их сеточных смещений.

Блок питания выполнен на базе стандартных трансформаторов ТАН с мостовым полупроводниковым выпрямителем и классическим П-образным C-L-C фильтром. Для низковольтных "токовых" ламп использование в выпрямителе полупроводниковых диодов вместо кенотронов предпочтительнее.

Поскольку схемы и предварительного и выходного каскада симметричные, отпадает необходимость в положительном смещении цепи накала относительно катода для уменьшения фона. Однако, при желании еще более уменьшить фон, такое смещение можно организовать введя в схему дополнительный резистор номиналом 300 килоом и мощностью 0,5 ватта, соединяющий цепь накала ламп с точкой анодного питания предварительного каскада (+ 210 v). Тогда, с имеющимся резистором 100 килоом, заземляющим потенциал цепи накала, будет образован делитель напряжения, и потенциал цепи накала ламп составит + 52 вольта. Таким образом, паразитный диод накал-катод, через который переменная составляющая тока фона попадает в катодную цепь лампы, будет заперт в предварительном каскаде смещением минус 32 вольта, а в выходном - минус 36 вольт.

Параметры усилителя по этой схеме приведены в первых двух строчках таблицы 4.

Замена 6Ф3П на 6Ф5П не приведет к изменению схемы, разве, что, придется перепаять разводку панелек и включение обмоток выходного трансформатора. Возможно, также, в этой схеме применить и "одиночные" пентоды 6П18П, 6П43П, а дифференциальный каскад фазоинвертора выполнить на двойном триоде 6Н23П. Такая схема показана на следующем рисунке. Здесь использована другая серия питающих трансформаторов и на предварительный каскад для лучшей линейности задано в два раза большее напряжение анодного питания.

Схема 2. Трехламповый усилитель на 6Н23П и 6П43П или 6П18П.

Схема полностью аналогична предыдущей, с той лишь разницей, что предварительный дифференциальный каскад выполнен на двойном триоде 6Н23П. Ток анода каждого триода составляет 6,25 мА. Коэффициент усиления такой схемы от входа и до каждого из парафазных выходов составляет 14. Соответственно, чувствительность усилителя со входа, при максимальной выходной мощности - 0,8 вольта эффективного значения.

При желании подать на усилители по Схемам 1 и 2 парафазный входной сигнал, необходимо инверсный сигнал подать на сетку второго триода через имеющийся в схеме конденсатор (0,47 мкФ) отсоединив его нижний по схеме вывод от общей шины. В этом случае чувствительность усилителя по каждому входу составит 2 х 0,4 вольта. В Схеме 1 чувствительность усилителя при парафазном сигнале составит 2 х 0.225 вольта.

Блок питания по составляющим элементам полностью аналогичен предыдущей схеме, однако, по физике своей работы отличается. Предварительный каскад питается повышенным напряжением + 370 вольт от мостового выпрямителя, чтобы обеспечить большую линейность усиления и лучшую симметрию схемы за счет большого значения резистора в общей катодной цепи и, соответственно, большого падения напряжения на нем (+ 70 вольт). Выходной каскад питается от двухполупериодного выпрямителя, образованного двумя диодами моста с заземленными анодами, а потенциал + 200 вольт снимается со средней точки анодной обмотки. Сглаживающий фильтр аналогичен предыдущей схеме.

Диапазон частот по половинной мощности (0,707 по напряжению) от 40 Гц до 25 КГц.
Чувствительность усилителя при максимальной выходной мощности - 0,25 ... 0,3 вольта.
Изменяемые параметры усилителей по схемам 1 и 2 сведены в таблицу 4.

Таблица 4.

Схема 3. Двухтактный УНЧ на "телевизионных" лампах.

Предварительный усилитель в этой схеме выполнен двухкаскадным. Режим первого каскада усиления на триодной части 6Ф1П выбран близким к типовому с анодным током 10 мА при напряжении на аноде 93 вольта. Коэффициент усиления каскада 7.

Фазоинвертор выполнен по схеме парафазного дифференциального усилителя на двойном триоде 6Н23П с источником тока в общей катодной цепи. В качестве источника тока использована пентодная часть лампы 6Ф1П. Схема дифкаскада полностью аналогична предыдущей. Ток анода каждого триода составляет 6,25 мА. Коэффициент усиления - 14. Таким образом, общий коэффициент предварительного усиления составит 98.

Чувствительность УМЗЧ по схеме 3 при максимальной выходной мощности составит 0,23 вольта эффективного значения.

Поскольку анодные питающие напряжения усилителей с ТН-ами жестко фиксированы и определены вышеприведенными расчетами, а параметры "кадровых" и "строчных" ламп во многом преемственны, представляется возможным для 6П36С, 6П41С, 6П42С, 6П44С, 6П45С разработать единую схему усилителя. Различными окажутся лишь параметры некоторых пассивных элементов, включение вторичных обмоток и типономиналы силового и выходного трансформаторов. Ну, разумеется, потребляемые от источника питания токи и выходные мощности усилителей окажутся также существенно разными.

В качестве выпрямителя анодного питания для усилителя на токовых лампах лучше использовать полупроводниковый мост, после которого установлен сглаживающий C-L-C фильтр. Такая схема по сравнению с кенотронным выпрямителем обеспечит лучшую стабильность низкого анодного напряжения при больших токах нагрузки. А анодные токи в этих усилителях будут весьма значительные. Резистор 1 килоом в минусовом выводе анодного моста ограничивает ток заряда конденсаторов фильтра и после включения усилителя должен быть закорочен, но не ранее, чем через 5 секунд.

Изменяемые параметры усилителей по схеме 3 сведены в таблицу 5

Таблица 5.

Вариант усилителя на лампах 6П44С показан на приведенной схеме. Баланс схемы выходного каскада в небольших пределах регулируется с помощью потенциометра в экранных сетках. Предварительно выставив этим резистором одинаковые токи ламп в режиме покоя, окончательную регулировку симметрии схемы надо провести при номинальном сигнале по минимуму нелинейных искажений.

При монтаже усилителей необходимо помнить, что броневые трансформаторы ТАН31, 45, 59 и стержневые ТАН73, 108 имеют различную нумерацию выводов.


Можно также попробовать для токовых ламп и триодное включение, соединив экранную сетку с анодом, благо, их типовой режим предусматривает одинаковые напряжения питания анода и экранной сетки.

Можно также перевести выходной каскад в режим класса А с автосмещением - с общим резистором в катодах 140 Ом для 6П44С (рассеиваться на этом резисторе будет 6,6 Вт, поэтому надо соединить параллельно четыре 2-х ваттных резистора по 560 Ом), разумеется, скорректировав анодное питание на эти 30 вольт, включив последовательно с анодными обмотками освободившиеся обмотки смещения 11-12 и 20-21. Таким образом, при автосмещении напряжение питания анода увеличится приблизительно до 230-и вольт. Однако, нужно будет проверить напряжение питания предварительного каскада, чтобы оно не превысило предельное значение 450 вольт для электролитических конденсаторов. Лишнее напряжение погасит резистор в 10 килоом 1 ватт, включенный непосредственно в плюсовой вывод анодного моста до подключения его к конденсатору фильтра. Аналогичное включение гасящего резистора показано на схеме 2.

Эта же схема усилителя обеспечит получение необходимого усиления и размаха выходного напряжения фазоинвертора для раскачки "регулирующих" ламп типа 6С19П, 6С41С, 6С33С. Но это уже тема одной из последующих статей.

Трансформаторы ТН открывают огромные схемотехнические возможности в проектировании двухтактных ламповых усилителей, причем, вплоть до высококачественного воспроизведения звука.

Экспериментируйте!

"Звуковые" параметры трансформаторов и результаты расчетов
Практические схемы ламповых усилителей на трансформаторах ТН

Справочные данные на радиолампы, трансформаторы и дроссели