УНЧ НА ЛАМПАХ С ОКТАЛЬНЫМ ЦОКОЛЕМ

Продолжая разговор о ламповых усилителях низкой частоты, начатый в журнале «Моделист-конструктор» № 4-2019, предлагаю еще одно решение, но на других элементах, — лампах с октальным цоколем, казалось бы, уже ушедших в прошлое. Приведенная здесь схема более мощного, по сравнению с предыдущим, двухтактного ультралинейного УМЗЧ рассчитана на применение в выходном каскаде ламп 6П3С, 6П3С-Е.

Первый и второй каскады усилителя собраны на лампах 6Н8С, третий каскад и фазоинвертор — на 6Н8С, а двухтактный ультралинейный оконечный каскад — на 6П3С.

Напряжение сигнала через компенсированный регулятор громкости (R1 — С2) поступает на сетку первого каскада, выполненного на левом по схеме триоде лампы 6Н8С (VL1.1). Второй каскад собран на правой части той же лампы. Благодаря отсутствию конденсаторов, шунтирующих резисторы R3 и R14, каждый каскад охвачен отрицательной обратной связью по току, что уменьшает искажения усиливаемого сигнала.

Между вторым и третьим каскадами усилителя включены три регулятора тембра, раздельно по низшим (R6), средним (R10) и высшим (R12) частотам. Это позволяет изменять громкость звука и тембр усилителя в очень широких пределах.

Фазоинверторный каскад выполнен по схеме с расщепленной анодной нагрузкой. Здесь сопротивление анодной нагрузки разбито на две равные части, одна из которых включена в цепь анода, а другая — в цепь катода. За счет этого на них возникают сигналы, равные по величине, но сдвинутые по фазе на 180°. Оконечный двухтактный каскад на двух лампах 6П3С собран по ультралинейиой схеме.

Типовой режим ламп выходного каскада в классе АВ (из справочника) по ранее названным параметрам: напряжения на аноде и экранных сетках соответственно U_a = 360 В; U_q2 = 270 В; U_ql =-22,5 В. Эквивалентное сопротивление нагрузки Raa =6,6 кОм; ток по цепям анодной и экранирующей сетки питания соответственно I_a = 2 х 44 мА; I_q2 = 2 х 2,5 А (в режиме покоя при U_bx = 0).

При входном напряжении U_bx = 45 В (ампл.) мощность в нагрузке Рн = 26,5 Вт; коэффициент гармонических искажений Кг = 2%; амплитуда тока в анодной цепи и экранирующей сетки соответственно lam = 2 х 66 мА; I_q2m=2 х 7,5 мА.

В справочниках отсутствовали рекомендации по выбору для этой лампы доли переменного анодного напряжения на экранной сетке (в схеме ультралинейного включения), поэтому на основании собственного опыта было принято значение 33%.

В данном варианте схемы ультралинейное включение ламп также снижает выходную мощность усилителя относительно приведенных справочных данных для «чистого» двухтактного усиления в режиме класса АВ. Это происходит за счет того, что уменьшена амплитуда анодного тока относительно его значения при постоянном напряжении экранной сетки. Характеристики лампы выходного каскада за счет введения ультралинейной обратной связи приближаются к триодным. Проведя аналогичные расчеты, как и для предыдущей схемы (см. «М-К» № 4-2019), находим U = 592 В; U_am = 296 В; U_{а эфф} = 210 В.

По приведенным выше расчетам также можно заметить, что выходную мощность 26,5 Вт можно получить с трансформатора ТАН лишь на нагрузке сопротивлением 4 Ом, на нее и рассчитаем наш усилитель. Нужный коэффициент трансформации для соотношения сопротивлений 4/6600 оказывается равным 1/40,6.

Поскольку напряжение на сопротивлении нагрузки 4 Ом при выходной мощности 26,5 Вт должно быть 10,3 В, можно использовать при подборе нужного соотношения витков отводы накальных обмоток. Пригодны такие варианты включения: 5 + 5 = 10 В (с небольшой перегрузкой на 0,3 В), 5 + 5 + 1,3 = 11,3 В, и полное включение 5 + 5 + 1,3 + 1,3 = 12,6 В. Итак, нужно подобрать трансформатор, имеющий двойной набор обмоток с напряжениями в двух комбинациях: 110 + 100 и 127 + 83. В реальном подобранном трансформаторе эти напряжения могут быть немного больше, но ни в коем случае не меньше! При этом важно, чтобы нашлась еще обмотка (парная, разумеется) для управления экранной сеткой напряжением 210 / 3 = 70 В.

Как говорилось ранее, мощность выбираемого трансформатора должна быть около 100 Вт, однако представляет интерес использовать для этого усилителя чуть более мощные трансформаторы со стержневым магнитопроводом и расположением обмоток на двух симметричных катушках. Это ряд трансформаторов ТАН69 — ТАН82 мощностью 122 Вт. По рассчитанным исходным данным наиболее пригодны два трансформатора: ТАН72 — 127/220-50 с комбинацией обмоток 127 + 80 + 24 В (для анода) и 56 В для экранной сетки; а также ТАН73 — 127/220-50 с комбинацией обмоток 127 + 80 + 20 В (для анода) и 80 В для экранной сетки. При этом напряжение на «ультралинейной» обмотке для экранной сетки у ТАН72 составит 24% от анодного, а у ТАН73 — 35%. Схемы включения обмоток обоих трансформаторов одинаковы. Чтобы максимально точно выдержать нужный коэффициент трансформации, нагрузку надо подключать к выходным накальным обмоткам, соединенным на напряжение 11,3 В (5 + 1,3 + 5). В этом случае для ТАН72 коэффициент трансформации определяется соотношением 11,3 / [2 х (127 + 80 + 24)] = 1 / 40,9, при этом Raa = 6686 Ом. Для ТАН73 коэффициент трансформации -11,3 / [2 х (127 + 80 + 20)] = 1 /40,2, а приведенное сопротивление Rаа = 6457 Ом.

В анодную цепь лампы следует включить начало первичной (сетевой) обмотки; у этого вывода минимальная емкость на остальные обмотки. Затем последовательно соединяют секции анодных обмоток в порядке увеличения их нумерации выводов. Такое включение обмоток позволяет получить максимальную полосу пропускания трансформатора, в общем-то не предназначенного для использования в качестве выходного. Из этих же соображений выбрано соединение обмоток выходного трансформатора в схеме с учетом их размещения на броневом магнитопроводе. В усилителе использовано комбинированное смещение на управляющие сетки ламп выходного каскада. Автоматическое смещение за счет общего тока обеих ламп обеспечивает 40% напряжения смещения, а остальные 60% заданы от отдельного выпрямителя и цепи балансировки. Единственное отличие предварительного каскада от предыдущего варианта схемы («М-К» №4-2019) усилителя в том, что фазоинвертор с расщепленной нагрузкой питается более высоким анодным напряжением, чтобы обеспечить хорошую линейность усиления при значительной амплитуде парафазных напряжений (два по 45 В).

Первое включение и регулировка усилителя полностью идентичны по методике для предыдущей конструкции. Выпрямители (две версии) собраны по классическим двухполупериодным схемам и в пояснениях не нуждаются.

Чувствительность усилителя на частоте 1 кГц при максимальной выходной мощности равна 0,25 В. При средней выходной мощности 8,5 Вт полоса пропускания не менее 24 Гц — 24 кГц (со спадом на 3 дБ). Усилитель с трансформатором ТАН73 показал великолепное звучание с очень сочными низкочастотными компонентами, жесткой «серединой» и прозрачными верхами.

Кроме указанных в схеме трансформаторов, для источников питания можно использовать ТС-270 или ТАН-123, либо другие трансформаторы, подходящие по напряжению и току.

Литература:

1. Гендин Г.С. Высококачественные ламповые усилители звуковой частоты МРБ вып 1235., 1999.

2. Сидоров и др. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. М., Радио и связь, 1985.

3. Комаров С. Ламповые УМЗЧ с трансформаторами ТАН. Радио № 5-2005.

4. Комаров С. УМЗЧ на «телевизионных» лампах с трансформаторами ТН. Радио, № 12-2005.

5. Комаров С. УМЗЧ на «телевизионных» лампах с трансформаторами ТН. Радио. № 1-2006.

6. Кацнельсон Б.В., Ларионов А.С. Отечественные приемно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги. Справочник. М , Энергоиздат, 1981.

7. Справочник радиолюбителя. Под редакцией академика А.И. Берга. Госэнергоиздат, 1957.

8. Цыкин Г.С. Электронные усилители. М., 1963.

Михаил КУРБАКОВ,

г. Тула