И еще один Woo Audio WA5. “Теперь – горбатый!” – То есть LE.

Примерно с год назад ко мне обратился замечательный Британский аудиофил Daniel N с предложением переделки его усилителя Woo Audio WA5-LE. Как я выяснил позже, Daniel прочел статью на моем сайте и решил попробовать сделать что-то подобное со своим усилителем. Собственно, претензии были очень знакомы – “Тусклый, тембрально невыразительный, плоский и как бы “зажатый” звук.. С одной стороны – в звучании все вроде как “на месте”, с другой стороны – совершенно очевидно, что “что-то тут не то”. 🙂

Я согласился на переделку, предупредив, что “быстро” скорее всего не получится и что основная проблема переделки – это доставка ~ 30 кГ из Англии в Россию и обратно. В Россию груз ехал больше месяца и конечно без “приключений” с доставкой не обошлось, но – тем или иным способом 🙂 – к середине лета 2019 года усилитель оказался у меня.

В процессе “вскрытия и анализа”, помимо упомянутых мной в предыдущих статьях особенностей схемотехники двухкаскадного драйвера вдруг выяснилась весьма необычная схемотехническая неожиданность – в этом варианте усилителя выходной трансформатор включен в катодную цепь выходной лампы (300В)… “Тадам!“. Да, друзья мои – высоколинейный прямонакальный “легендарный” звуковой триод в этом усилителе “работает” в качестве обычного такого каскада с трансформаторной катодной нагрузкой, что-то вроде катодного повторителя напряжения. (Ха! Как тебе такое, Илон Маск? 🙂 ) И (печально) – “…Это многое объясняет…” Но – с технической точки зрения я понимаю, почему конструктором Woo Audio было выбрано такое схемотехническое решение, но не понимаю – зачем – это при их-то возможностях изготовить практически любой требуемый выходной трансформатор при весьма гибком бюджете. Вместе с усилителем Daniel прислал на замену пару отличных выходных трансформаторов Tango (ISO). Катодный повторитель и трансформаторы Tango… Это не наш метод. Переделка такой конструкции – неизбежность.

Было оговорено следующее:

  • При переделке использовать только специализированные комплектующие высокого уровня качества.
  • Драйвер выполнить по схеме аналогичной схеме Reichert, но предусмотреть возможность установки не только 6SN7, но и других подобных ламп.
  • Добавить в усилитель выходы для подключения акустики.
  • Предусмотреть возможность регулировки (переключения) напряжения на выходе выпрямителя анодного напряжения
  • Предусмотреть возможность регулировки и переключения напряжения накала выходных ламп.
  • Предусмотреть возможность коммутации анодной нагрузки лампы выходного каскада.

Предполагалось, что в качестве выходных ламп в усилитель можно будет устанавливать не только 300В, но и 2A3, AD1, PX4, а в качестве драйверных – ECC32, ECC40 и т.п.

Краткий анализ ВАХ предполагаемых к применению выходных ламп показал, что логично в выходном каскаде применить комбинированное смещение. То есть “автоматическая” часть напряжения смещения выделяется на катодном резисторе, а “фиксированная” – дополнительно подается в виде отрицательного напряжения смещения на сетку лампы.

Для различных выходных ламп и предполагаемых режимов их работы напряжения автоматического смещения и номиналы катодных резисторов должны быть такие:

  • 2A3/6A3/AD1 : Ua = 250V  Ug = -45V  Ia = 60mA  Rk = Ug/Ia = ~ 750 Ohm
  • 45: Ua = 250V  Ug = -50V  Ia = 36mA  Rk = ~ 1.4 К
  • 46: (T/C*)       : Ua = 250V  Ug = -33V  Ia(+Ic2) = 22mA  Rk = ~ 1.5 К 
  • VT52: (T/C)   : Ua = 250V  Ug = -18V  Ia(+Ic2) = 36mA  Rk = ~ 500 Ohm
  • PX4               : Ua = 300V  Ug = -45V  Ia = 50mA  Rk = ~ 900 Ohm 
  • 300B(Low)     : Ua = 300V  Ug = -61V  Ia = 60mA  Rk = ~ 1 К 
  • 300B(High)    : Ua = 400V  Ug = -75V  Ia = 80mA  Rk = ~ 950 Ohm

T/C* – Triode Connected

Исходя из приведенных цифр мне показалось логичным выбрать номинал катодного резистора автосмещения Rk= 500 Ohm. Таким образом, получается что на катодном резисторе автосмещения Rk и на сопротивлении постоянному току первичной обмотки выходного трансформатора Rt = 120 Ohm для различных выходных ламп падение напряжения будет таким:

  • 2A3/6A3/AD1 : Ia* Rk + Ia*Rt  = 30V + 7.2V = 37.2V и понадобится добавочное отрицательное напряжение на сетке Ug = -(45-30) = -15V
  • 45                 : = 18V + 4.3V = 22.3V and Ug = -(50-18) = -32V
  • 46: (T/C)       : = 11V + 2.6V = 13.6V and Ug = -(33-11) = -22V
  • VT52: (T/C)   : = 18V + 4.3V = 22.3V and Ug = -(18-18) = -0V
  • PX4               : = 25V + 6V = 31V and Ug = -(45-25) = -20V
  • 300B(Low)     : = 30V + 7.2V = 37.2V and Ug = -(61-30) = -31V
  • 300B(High)    : = 40V + 9.6V = 49.6V and Ug = -(75-40) = -35V

Добавочное отрицательное напряжение на сетке получается в пределах от 0V до -35V, то есть предел регулирования в -50V будет вполне достаточен. Падение напряжения на Rt необходимо учесть при расчете рабочей точки.

Для выходных ламп с рабочим напряжением на аноде = 250V (2A3, 45, 46, VT52), напряжение источника питания должно быть в пределах (250+13.6)…(250+37.2)  = ~264…288V DC. Для лампы PX4 и “низковольтного” режима 300B напряжение источника питания должно быть в пределах (300+31)….(300+37.2) = ~ 330…340V. Для “высоковольтного” режима 300B напряжение источника питания должно быть 400+49.6 =~ 450V.

Так же следует учесть падение напряжения на сопротивлении вторички силового трансформатора и на дросселях фильтра питания и на кенотроне. Это еще примерно ~ 20+25+5 = ~50V. Я посчитал, что для всех ламп с рабочим напряжением на аноде = 250V вполне достаточно выбрать одно напряжение источника питания и после выпрямителя (без нагрузки) оно будет = 288V + 50V = ~338V DC, для ламп с рабочим напряжением 300V = 340V +50V = ~390V DC, для “высоковольтного” режима 300B = 450V +50V = 500V DC.

Таким образом, отводы на вторичке силового трансформатора источника питания анодного напряжения должны быть на 338/1.4 = 241V AC   390/1.4 = 278V AC  500/1.4 = 357V AC. То есть три отвода (250V,  300V , 350V) будет вполне достаточно. Так как анодное напряжение не стабилизировано, то в процессе установки режима оно будет немного “плавать” и поэтому регулировка тока покоя должна выполняться в два этапа.

Для драйверного каскада на лампах 6SN7, ECC40, ECC32 каскад с анодной нагрузкой Ra = 43…47K и катодным резистором автосмещения Rk = 1.3…1.5K сохраняет очень хорошую линейность в диапазоне напряжения питания от 250V до 500V, запас по амплитуде выходного напряжения при этом так же вполне приличный. Коэффициент усиления двухкаскадного драйвера будет ~ 100 …115. Для ламп BL63 и CV1102 с этими же номиналами резисторов рабочая точка остается “нормальной” в диапазоне напряжения источника питания от 250V до 350V.

Итоговая схема усилителя после переделки:

Рис 1 из 4 – Усилитель.
Драйвер – двухкаскадный, выполнен по схеме известной как схема Reichert. Анодная нагрузка выбрана в пределах ~ 40K, катодный резистор автосмещения = 1.5K. При напряжении источника питания = +250V ток покоя каскада = ~4mA и размах выходного напряжения (peak to peak) = ~ 160V.  При напряжении источника питания = +450V ток покоя каскада = ~ 8mA и размах выходного напряжения (peak-to-peak) =~ 260V. Так как итогового усиления двухкаскадного драйвера более, чем достаточно, я не стал шунтировать конденсатором катодный резистор первого каскада. Коэффициент усиления первого каскада = ~ 7, выходное сопротивление =~ 11K, коэффициент усиления второго каскада = ~ 14, выходное сопротивление =~ 5K. Итоговый коэффициент усиления драйвера =~100.  Конденсатор C1 (220pF*) – конструктивная необходимость 🙂 для предотвращения возможного “паразитного” ВЧ возбуждения драйвера на пиках входного сигнала. Его установка вызвана особенностями “продольного” монтажа сигнальных проводников в корпусе усилителя Woo Audio.
В выходном каскаде – я применил комбинированное смещение. Регулируемое отрицательное напряжение смещения может быть установлено в пределах – 2V ..- 60V. Ua1 Ua2 идут из одной точки, но индивидуальными проводами.

Рис 2,3 и 4 – Блок питания и Стабизизаторы напряжений накала. Всего в блоке питания я применил 4 трансформатора – один для источника анодного напряжения и напряжения смещения и три для источников питания накалов. Вторичная обмотка трансформатора источника анодного напряжения выполнена с тремя отводами – ~250V, ~300V и ~350V, расчетный ток нагрузки составляет примерно 330mA. Переключение отводов и замена типов кенотронов дает возможность изменения анодного напряжения в довольно широких пределах. Напряжение на выводах обмотки для источника напряжения смещения = ~ 50V

В блоке питания Woo Audio силовой трансформатор закрыт декоративным колпаком, а размеры трансформатора таковы, что он плотно занимает все место внутри. Нет никакой технологической возможности изготовить силовой трансформатор точно таких же габаритов и такой же мощности, но с добавочными отводами на симметричной (с центральным отводом) вторичной обмотке. Поэтому силовой трансформатор пришлось отдать в перемотку (Эдуард – Спасибо за отличную работу!) и выполнить вторичную обмотку без центрального отвода, но проводом несколько большего диаметра. Это улучшило как температурный режим, так и мощностные характеристики трансформатора. Я применил схему “гибридного” мостового выпрямителя – с двумя ПП диодами и двумя кенотронами. Диоды каждого из кенотронов соединены параллельно, фильтр выполнен по трехступенчатой схеме. Первая ступень – СRC, затем “Виртуальная Батарея” на полевом транзисторе – которая помимо фильтрации обеспечивает и плавное нарастание напряжения на выходе и два (по одному на каждый канал) LC фильтра. Накалы всех ламп питаются выпрямленным и стабилизированным напряжением. Выпрямители напряжений накала располагаются в Блоке Питания, стабилизаторы в Блоке Усилителя.

Распиновка выходного разъема блока питания :

  • Pin # 1 = + High Volage (Channel 1)
  • Pin # 2 = + High Volage (Channel 2)
  • Pins ## 3,4,5 = GND    
  • Pin # 6 = – Non regulated Filament 5V  (Channel 1)
  • Pin # 7 = +Non regulated Filament 5V  (Channel 1)
  • Pin # 8 = – Non regulated Filament 5V  (Channel 2)  
  • Pin # 9 = + Non regulated Filament 5V (Channel 2)  
  • Pin # 10 = – Bias   
  • Pin # 11 = – Non regulated Filament 6.3V
  • Pin # 12 = +Non regulated Filament 6.3V              

Напряжения на выходе стабилизаторов источников питания накальных цепей – регулируемые, предусмотрено переключение на одно из трех выходных напряжений = +2.5V, +4V, +5V, максимальный ток нагрузки каждого из напряжений примерно 3 A. Для того, чтобы снизить тепловыделение на микросхемах стабилизаторов, вторичные обмотки трансфоматорв источников питания накалов выходных ламп могут быть скоммутированы параллельно – это может быть актуально в случае применения 2A3 в качестве выходных ламп (напряжение накала 2.5V при токе 2…2.5A). В ходе проведения испытаний выяснилось, что толстый алюминиевый корпус усилителя – довольно эффективный теплоотвод и особой необходимости в коммутации вторичек накальных трансформаторов – нет. Примечание – емкость конденсаторов фильтра выпрямителей напряжения накала выходных ламп желательно увеличить до 15..22 000 uF. Схемы стабилизаторов напряжений накала особенностей не имеют, добавлены лишь переключатели и подстроечные резисторы.

Несколько фото:

Благодарности

  • Я хотел бы выразить огромную признательность Herb Reichert за его статью “Flesh and Blood. Reichert 300B” (“Sound Practices” Magazine, winter 94/95 issue), которая безусловно является одной из важнейших статей для понимания “характера” лампы 300B.
  • Так же выражаю благодарность заказчику этого проекта, увлеченному аудио энтузиасту – Daniel N. Спасибо за заказ, за доверие и за прекрасную возможность попрактиковаться в Английском 🙂
  • Моя особая признательность – Эдуарду (г.Артем) – за качественный силовой трансформатор.
  • Мое уважение – компании “Орбита-Сервис” за отличные тороидальные трансформаторы, выполненные в полном соответствии со спецификацией заказа 🙂

Апрель 2019…Май 2020 г.Владивосток

Еще одни грабли. Продукт известного происхождения.

В марте этого года в процессе настройки очередной акустической системы на 4xTB1772 для более точной отладки мне был прислан усилитель, в комплекте с которым предполагается дальнейшая эксплуатация акустики. Подход очень верный – поскольку в том, что усилители моей конструкции будут отлично звучать с акустикой моей конструкции – я не сомневаюсь. А вот насчет других – 100% гарантии я дать не могу. 🙂

По всей видимости усилитель был приобретен на avito. Вот фото с этой популярной торговой площадки, внешний вид изделия вполне узнаваем.

По звуку – в целом и общем он лучше, чем у многих транзисторных усилителей 🙂  Из очевидных недостатков – плоская и невыразительная, смазанная “сцена” на СЧ, довольно однообразный тональный баланс и фатально сглаженная, полусонная “динамика” – звук мне показался слишком “медленный” даже для женского джаза 🙂 Мой опыт говорит от том, что лампа 300В может (и должна) звучать гораздо интересне.

Что-же – заглянем внутрь –

Схема конструкции –

Итак – усилитель – двухкаскадный, первый каскад на пентоде 6Ж52П в триодном включении, с резистивной анодной нагрузкой и катодным автосмещением. Напряжение смещения первого каскада = 1.2V, это значит, что максимальное входное напряжение ограничено на уровне ~ 1.2*0.7 = 0.84V RMS, при большем входном напряжении каскад начнет работать с сеточным током, что приведет к росту уровня искажений. Расчетный коэффициент усиления каскада ~ 65, что при входном напряжении 0.84V RMS позволит получить на выходе 0.84*65 = 54.6V RMS (~ 75V Peak), что в общем-то вполне достаточно для “раскачки” такой выходной лампы, как 300В. Измеренный коэффициент усиления реального каскада составил =68, максимальное выходное напряжение (без лампы второго каскада) = 74V RMS, что даже несколько лучше расчетных значений.
Второй каскад – на прямонакальном триоде 300В, с трансформаторной нагрузкой и фиксированным регулируемым смещением, что позволяет устанавливать и подстраивать ток рабочей точки каскада в желаемых пределах. Связь между каскадами – емкостная, номинал межкаскадного конденсатора = 0.33uF (конденсатор “бутерброд”, то есть составлен из двух конденсаторов разного типа). Номинал резистора утечки сетки лампы 300В выбран = 470кОм, что необычно много для каскада с фиксированным регулируемым смещением. На мой взгляд, такой номинал потенциально может привести к “саморазогреву” лампы на пиках сигнала при длительной эксплуатации усилителя и (или) при “старении” лампы выходного каскада. Номинал резистора утечки сетки можно было бы уменьшить, но для сохранения полосы и минимального фазового сдвига в области НЧ одновременно требуется увеличить номинал межкаскадного конденсатора – что, по всей видимости было сделать затруднительно по тем или иным причинам. Отрицательное напряжение смещение на сетке лампы 300В регулируется в пределах -62…-85V, что позволяет установить ток покоя каскада в дипазоне примерно от 30 до 80mA. При анодном напряжении = +350…+360V это хороший, “безопасный” режим работы 300В. Срок службы при работе лампы в таком режиме будет долгим, но, конечно выходная мощность каскада при этом будет меньше “ожидаемой”.
Выходной трансформатор усилителя имеет сопротивление  первичной обмотки постоянному току= 270 Ом, сопротивление постоянному току вторичной обмотки ~ 0.9 Ом, что несколько больше ожидаемого.  Для 300В было бы оптимально, чтобы сопротивление первичной обмотки выходного трансформатора не превышало бы 200 Ом, а вторичной обмотки ~ 0.5 Ом, это позволило бы получить лучший КПД каскада (выходная мощность была бы выше) и меньшее выходное сопротивление. Коэффициент трансформации выходного трансформатора = ~ 31, что при подключении на вторичную обмотку нагрузки сопротивлением 5 Ом дает расчетное значение Ra ~ 4.8 кОм. С учетом сопротивления первичной обмотки постоянному току можно считать Ra = ~ 5 кОм. Измеренное выходное сопротивление каскада при этом составляет ~ 2.4 Ом, максимальная выходная мощность ~ 4W.  Совершенно очевидно, что сопротивление постоянному току обмоток выходного трансформатора слишком велико.
Блок питания усилителя – трансформаторный, с выпрямителем анодного напряжения на кенотронах. Накальные цепи первого каскада питаются напряжением переменного тока, накальные цепи выходного каскада – выпрямленным напряжением постоянного тока. Помимо этого, у трансформатора есть дополнительные обмотки для питания выпрямителя напряжения смещения и выпрямителя для питания модулей дистанционного управления громкостью и модуля стрелочных индикаторов уровня. Все эти выпрямители выполнены по простой мостовой схеме с одним фильтрующим конденсатором, без дополнительных балластных/фильтрующих RC цепочек. Выпрямитель анодного напряжения выполнен по схеме с конденсатором на входе и LC фильтром. Напряжение питания первого каскада дополнительно фильтруется RC фильтром. Я не могу назвать вариант размещения всех служебных обмоток на одном трансформаторе – разумным. Для уменьшения взаимовлияния и взаимопроникновения помех от пиков зарядных токов мостовых выпрямителей было бы правильным разместить часть обмоток (например для питания накалов выходных ламп) на отдельном трансформаторе и применить дополнительные балластные/фильтрующие RC цепи хотя бы в выпрямителе источника питания накала ламп выходного каскада. На мой взгляд, величина помех и их проникновение между каналами были бы существенно (на 15…20dB) меньше при питании накалов ламп выходного каскада стабилизированным напряжением постоянного тока. Или, как самый простой, но хороший по “звуку” вариант – переменным напряжением с “центровкой” накала низкоомными подстроечными резисторами для минимизации помех. Ну и конечно – выбор конструктива силового трансформатора на броневом сердечнике ТС-250 – без экранирующих обмоток, без пропитки – как-то плохо сочетается со стремлением получить хороший звук. И таки да – расположение силового трансформатора на правом крае шасси и фильтрующих дросселей под ним, рядом с выходным трансформатором правого канала – совершенно не оптимально как в плане уменьшения уровня наводок и помех, так и в плане оптимального, симметричного монтажа стереоусилителя. И кстати – насчет примененных комплектующих – ну никак они не соответствуют “статусу” лампы 300В.

В ходе обсуждения с заказчиком было принято решение о некоторой доработке с сохранением всех функциональных особенностей и внешнего вида, но с полным пересмотром внутреннего содержимого. Усилитель на 300В должен звучать как полагается 🙂

Что сделано в ходе доработки:

  • В рамках возможностей корпуса 🙂 пересмотрена концепция монтажа – трассировка общего сделана шиной, изменено расположение фильтрующих конденсаторов и резисторов нагрузки первого каскада, фильтрующие емкости в питании первого каскада были разделены на две части – первая емкость рядом с дросселями фильтра, вторая – непосредственно рядом с каскадом.  Убраны многочисленные монтажные планки, таким образом число переходных соединений значительно уменьшилось.
  • Заменены почти все сигнальные и вспомогательные проводники (за исключением цепей накала), проводники в цепях накала были свиты более плотно.  Заменены проводники, подключающие в схему первичную и вторичную обмотки выходных трансформаторов. Накальные обмотки трансформатора питания для ламп драйверного каскада “отцентрованы” резисторами, средняя точка заземлена. Это существенно снизило уровень наводок и помех в накальных цепях.
  • Заменены все резисторы в фильтрующих и сигнальных цепях. Я применил Panasonic и Vishay Dale (NOS). Резисторы во вспомогательных цепях (индикация, комутация реле, ДУ) остались те же.
  • Заменены почти все конденсаторы в фильтре цепей питания, остался только первый конденсатор CLC фильтра выпрямителя и конденсаторы в фильтре в источника напряжения смещения. Я применил Panasonic и Jensen.
  • Межкаскадные полипропиленовые конденсаторы были заменены на “фольга+бумага+масло”, я применил “наши” К-40У9 (NOS) военной приемки.
  • Крепеж элементов был выполнен при помощи высокачественных клеевых площадок и хомутов, термоклей был полностью убран.
  • Схема была немного доработана – пересчитан и скорректирован режим работы первого каскада, пересчитаны входные цепи выходного каскада. Для улучшения термостабильности режима в выходной каскад добавлена цепь автоматического смещения. Доработаны цепи регулировки смещения – теперь регулировка происходит более плавно и в более широком диапазоне.


В результате – усилитель “запел” 🙂 Тембры стали естественно-привычные, звучание приобрело насыщенность, динамику и объем. Теперь уже слышно, что это усилитель на 300В. На мой взгляд – это максимально-минимальная 🙂 доработка конструкции – без замены ламп и трансформаторов, без доработки шасси.

Схема конструкции после доработки –

Собственно, новая схема не очень сильно отличается от старой. 🙂 Напряжения в скобках /+332V (например)/ – это напряжения под нагрузкой, то есть с установленными лампами выходного каскада и с током покоя = 80 mA на канал. Напряжения под нагрузкой зависят от типа и характеристик примененного кенотрона и могут отличаться от указанных на 20…30 Вольт.
Усилитель по-прежнему двухкаскадный, первый каскад на пентоде 6Ж52П в триодном включении, с резистивной анодной нагрузкой и катодным автосмещением. Я немного увеличил напряжение смещения первого каскада до +1.7… /+2.0V/, это значит, что максимальное входное напряжение увеличено до уровня ~ 1.7*0.7 = 1.2V RMS. Я так же увеличил сопротивление анодной нагрузки (до 11 кОм) и напряжение на аноде, теперь оно = +174…/+219V/. Это значит, что запас по максимальному выходному напряжению первого каскада стал больше, а линейность – лучше. Коэффициент усиления каскада ~ 67, что при входном напряжении 1.2V RMS позволяет получить на выходе 1.2*67 = 80V RMS (~ 113V Peak), что с большим запасом достаточно для “раскачки”  выходной лампы 300В. 
Второй каскад – на прямонакальном триоде 300В, с трансформаторной нагрузкой и с автоматическим регулируемым (комбинированным) смещением, что позволяет устанавливать и подстраивать ток рабочей точки каскада в желаемых пределах, сохраняя при этом стабильность рабочей точки лампы при возникновении сеточных токов при саморазогреве и (или) перегрузке.  Номинал резистора автосмещения = 100 Ом, он же используется как “контрольный” резистор, по падению напряжения на нем можно проконтролировать и установить ток покоя лампы выходного каскада. Контрольное напряжение в 1V соответствует 10 mA тока покоя, то есть при токе покоя = 80 mA напряжение на этом резисторе будет = +8V. Контрольные напряжения для каждого канала выведены на клеммы на задней панели усилителя.Связь между каскадами – емкостная, я применил конденсатор K40-У9 (фольга + бумага + масло). Номинал резистора утечки сетки лампы 300В был уменьшен до вполне безопасного значения  = 330 кОм. Отрицательное напряжение смещение на сетке лампы 300В регулируется в пределах примерно от  -40 до -80V, что позволяет установить ток покоя каскада в диапазоне примерно от 20 до 100 mA, рекомендовванный ток покоя = 75…80 mA При анодном напряжении = +340…+360V это по-прежнему хороший, “безопасный” режим работы 300В.
В блоке питания усилителя я заменил NoName конденсаторы фильтра питания на Panasonic и Jensen,  организовал и присоединил на общий “среднюю точку” напряжение питания накала ламп первого каскада. Это улучшило тембральный баланс и дало ощущение “динамики”, “подвижности” звука и уменьшило уровень проникновения помех из цепей накала.

Несколько фото –

Март-Апрель 2020 г. Владивосток

Upgrade акустики Pioneer CS-100

Примерно с пару месяцев назад меня пригласили на “смотрины” и небольшую прослушку очень интересной и пожалуй даже в чем-то уникальной акустики Pioneеr CS-100, экземпляр который был недавно привезен из Японии. По результатам прослушки комплект акустических систем был приобретен и у счастливого владельца возник закономерный вопрос – а можно ли что-либо улучшить в акустике, которой в общем-то уже примерно 40 лет? (Спойлер: Можно!)

Но для начала немного технических подробностей. Pioneer CS-100 – полноразмерная напольная трехполосная акустическая система, выпускавшаяся в Японии с 1969 до примерно начала 80-х годов. Даже на сегодняшний день характеристики системы выдающиеся –

  • Схема построения: 3 полосы, 4 динамика, акустическое оформление закрытый ящик (!), напольное размещение.
  • Динамики: НЧ: 38cm (PW-38F). СЧ: 16cm (PM-16B, 2 шт, соединены параллельно), ВЧ рупорный (PT-102F, алюминиевая диафрагма)
  • Номинальный Импеданс: 8 или 16 Ом, выпускались два варианта
  • Номинальный диапазон воспроизводимых частот: 20…20000Hz
  • Номинальное звуковое давление: 97dB/W(!)
  • Максимальная подводимая мощность: 60W (@16 Ом)
  • Габаритные размеры. 600(ш) х960(в) x445(г) мм
  • Вес: 63kg


Схема фильтров довольно интересна. Фильтры НЧ (L1C1) и ВЧ (C4L4) звеньев – очень похожи на “классический” Linkwitz-Riley второго порядка с частотами раздела 600 и 6000 Hz, отсутствие цепей компенсации импеданса перед НЧ и ВЧ динамиками вероятно подразумевает, что их АЧХ исключительно ровны и свободны от нежелательных резонансов. Фильтр СЧ звена – более оригинален и представляет собой комбинацию фильтра первого порядка (L2C2), нагруженного на цепь увеличения импеданса в некоторой полосе частот (L3C3) и дополненного цепью выравнивания входного импеданса фильтра (L6R6C5). Вероятно, разработчики таким образом уходили от необходимости применения конденсаторов большой емкости. Элементы L5R5 шунтируют акустику ниже некоторой (довольно низкой) частоты, отбирая и рассеивая часть мощности усилителя, ограничивая тем самым амплитуду смещения диффузора НЧ динамика. Поскольку акустика – закрытый ящик – то в самом общем случае такое решение позволяет уменьшить уровень искажений в диапазоне ниже резонансной частоты НЧ динамика в этом оформлении и защитить подвес динамика от черезмерного смещения диффузора на пиках суб-НЧ сигналов. Переключатели SW1, SW2 и набор постоянных резисторов R1R2 R3R4 образуют “традиционные” для того времени L-Pad аттеньюаторы СЧ и ВЧ динамиков. Коммутация L-Pad в реальном фильтре немного отличалась от приведенной на схеме.

Импеданс (ZЧХ) акустики выглядит так:

В общем, “идеально-ровным” импеданс назвать вряд ли можно. Действие вспомогательных цепей L5R5 и L6R6C5 вполне очевидно проявляется на Z-ЧХ.

Примерно через неделю эксплуатации и “прогрева” акустики было принято решение провести небольшой upgrade – во первых, убрать из корпусов старый пыльный, колючий и практически “полу-распавшийся” 🙂 акустический наполнитель, демпфировать корпуса АС Шумоff и слоем синтепона, заменить проводку и немного модернизировать фильтры – заменить старые провода и конденсаторы на более современные, убрать “лишнее“, переделать монтаж – но без пересчета номиналов и пересведения фильтров. Оригинальный “звуковой почерк“. характерный для этой акустики – должен быть сохранен.

Поскольку эта акустика эксплуатируется в “винилово-ламповом” комплекте аудиооборудования, где выходная мощность усилителя сравнительно невелика (~ 20W на канал) и уровень суб-НЧ естественно ограничивается выходными трансформаторами и межкаскадными конденсаторами – то элементы L5R5 из схемы фильтра можно исключить. Далее, поскольку усилитель имеет сравнительно низкое выходное сопротивление (~ 1 Ом) и хорошо демпфирует 16-Ом акустику, то и в элементах L6R6С5 нет никакой необходимости. Без этих элементов с одной стороны, несколько увеличится неравномерность Z-ЧХ, но с другой стороны я считаю, что не стоит устанавливать компоненты без очевидной необходимости – чем меньше компенсирующих и(или) фазосдвигающих цепей, тем меньше их влияние на звук. Учитывая идею построения СЧ фильтра и особенности взаимодействия элементов L2C2 L3C3 я оставил все необходимые “родные” катушки индуктивности. Затем, поскольку акустические свойства помещения, в котором установлена эта акустическая система – известны и предсказуемы, то и переключатели SW1 SW2 можно исключить, перекоммутировав R1R2 R3R4 в необходимом соотношении. Таким образом после переделки не только уменьшилось чисто “контактных групп”, но и трассировка соединений элементов фильтра получилась логичнее и гораздо проще.
Естественно, “демонтаж винтажа” всегда вызывает массу эмоций, требует особой аккуратности, практических навыков и терпения. И конечно, пару раз в минуты искренности и просветления я весьма прямо и непосредственно выражал свое мнение о способе монтажа “плотная многослойная скрутка и пропайка”, старинном оргалите, “присохших” и хрупких от времени винтиках, “задубевшем” клее и кристаллизовавшемся припое… Кошки Муся и Фрося, с интересом наблюдавшие за процессом, очень внимательно и терпеливо выслушивали мои экспрессивные комментарии. 🙂

Схема Фильтра после небольшой доработки очевидна и в ее публикации нет особой необходимости. Уточню лишь, что R1=10.5 Ом, R2=42 Ом, R3=5.8 Ом, R4=42 Ом.

Z-ЧХ:


АЧХ, снятая в реальном помещении. “Качающийся” микрофон UMIK-1, True RTA (1/24 Oct, сглаживание до 1/3 Oct). АЧХ правого канала для наглядности сдвинута вверх. Пики на ~ 30 и 60 Гц – влияние комнаты.

Несколько Фото:

И да, совсем забыл. Звучание акустических систем до и после переделки – “…Это Небо и Земля…”. “Земля“, это конечно “до” 🙂 При этом – в результате доработки оригинальный “звуковой почерк” системы не пострадал.

Февраль…Март 2019 г.Владивосток

Внешний Блок Питания для Hydra-Z USB

Несколько лет назад ко мне на тестирование попал тогда еще “свежайший”, практически сигнальный экземпляр Hydra-Z – USB audio playback bridge.

Результаты тестов были озвучены на форуме doctorhead и там же было высказано предложение о необходимости изготовления высококачественного, но не очень дорогого внешнего линейного блока питания. Блок питания был успешно разработан и изготовлен, а чуть позже его конструкция приобрела вполне законченный  внешний вид.

Согласно требуемой спецификации, источник питания для Hydra-Z должен обеспечивать выходное напряжение 5V при токе 1A, что не является какой-либо сложностью – но, как известно – всегда важны технологические ньюансы. Я применил тороидальный трансформатор мощностью 25W (то есть с пятикратным запасом), двухфазный однотактный выпрямитель напряжения по схеме со средней точкой вторичной обмотки, фильтр выпрямленного напряжения  по топологии С-R-C и высококачественный интегральный стабилизатор серии LT/LM. Выходное напряжение изолировано от металлического корпуса блока питания, который гальванически соединен с выводом “земля” IEC разъема​, таким образом выполняя роль экрана от помех. В блоке питания применен IEC разъем со встроенным симметричным фильтром, что позволяет существенно ослабить проникновение помех в блок питания от цифровых устройств при их подключении в общий разветвитель сетевого напряжения. Соединительный кабель – из высокочистой меди, экранированный, я применил разъемы Neutrik Pro и Oyaide Gold. В итоге – этот блок питания действительно слышимо улучшает работу Hydra-Z и является “must have” устройством. 

Несколько фото: 

 

Январь 2015г….Июнь 2018г.                                                                  г.Владивосток

Последнее путешествие усилителя Jadis DA30.

Эта история о конструкции с трудной, но счастливой судьбой – о домашнем усилителе моего хорошего знакомого и эзотерика Николая.

Когда-то, давным -давно это был усилитель Jadis DA-30.

На фото – экземпляр усилителя, аналогичный “Николаевскому”.  Заявленные производителем характеристики обещали следующее-

  • Рекомендованный диапазон нагрузок – от 4 до 16 Ом
  • Выходная мощность (@1kHz, THD ~0.6%) = 25W
  • Полоса пропускания по уровню -3dB = 20Hz…35кHz
  • Полоса пропускания по уровню -0dB = 20Hz…17кHz
  • Номинальная входная чувствительность = 320mV
  • Входное сопротивление = 100K

Ну что-же – минимум подробностей и все честно, чего не скажешь об информации на сайте jadis electronics. Как это обычно бывает  в таких случаях, в описании присутствовали мифы о “25 Вт на канал в Классе А” и о “Минимальной обратной связи”.

Схема DA-30 очень похожа на эту –  Jadis_JA30_Power_AmplifierJadis_JA30_PSU

за исключением того, что присутствуют регулятор уровня и селектор входов, выходные лампы KT88 и накал всех ламп запитан от регулируемого источника тока выпрямленного напряжения. Из схемы совершенно очевидно, что без ООС, сигнал которой снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора- эта конструкция вообще нормально работать не сможет, а лампы выходного каскада  включены в “ультралинейном” режиме  и работают в “классическом классе” АВ. Мощность, которую “выдает” такой выходной каскад без захода в класс АВ – всего лишь около 8 Вт. Тем не менее, звучал усилитель весьма приятно, насыщено, но – совершенно “не динамично”, как-бы расслабленно.

В своей системе Николай “расслабляться” никому не дает 🙂 , поэтому в скором времени усилитель подвергся серии апгрейдов, а именно – входные и выходные разъемы были заменены на WBT и Cardas, ламповые панельки – заменены на тефлоновые с цанговыми контактами,  регуляторы и коммутатор заменены на DACT, резисторы в сигнальных цепях – на Kiwame, межкаскадные конденсаторы- на Jensen Copper Foil PIO, конденсаторы в питании – на Rubycon Black Gate (тогда они еще были доступны). После этого звучание усилителя существенно улучшилось – появилась отличная детальность в сочетании с так называемой “микродинамикой”, звук стал ясный, пластичный и льющийся, комфортный и “домашний”. Пожалуй, это был технологичесий максимум  схемотехнического решения от Jadis. Но Николаю хотелось большего.  Послушав несколько моих конструкций и таки довольно сильно переживая за результат, он обратился с просьбой переделать усилитель полностью.   Ну что-же- полностью так полностью, почему бы и нет  🙂

За основу я взял усилитель “Sun Duck” – три каскада, гальваническая связь между первым и вторым каскадами, лампы выходного каскада – в триодном включении с фиксированным регулируемым смещением. Усилитель охвачен небольшой (менее 10dB) отключаемой общей ООС. Проведенные тестовые замеры показали, что выходные трансформаторы – отличного качества,  с ними каскад на KT88 в триодном включении при выдаваемой в нагрузку мощности  16Вт легко обеспечивает полосу от 20 Гц до 25 кГц, коэффициент гармоник при этом составляет менее 1%.

Силовой трансформатор, к сожалению, оказался довольно “обычным” и ощутимо нагревался при работе, поэтому я его несколько разгрузил, применив отдельный трансформатор для питания накала. В ходе тестовых прослушиваний Николаем было принято решение отказаться от электролитических конденсаторов в цепях питания- таким образом конструкция усилителя логично превратилась в двухблочную – основные конденсаторы фильтра питания были вынесены в отдельный блок. Схемы усилителя после переделки (в реальности – после двух последовательных переделок, обратите внимание на выходной каскад) —

Николай охарактеризовал звучание получившейся конструкции как “сверхдинамичное”, с выдающейся детальностью, и очень высоким разрешением. В общем, настоящий “Hi-End” весьма серьезного уровня.

Шли годы 🙂  И вот, недавно Николай по-случаю послушал еще одну интересную систему с усилителями моей конструкции – моноблоками на 300B. Вероятно, что-то в их звучании так его впечатлило, что в феврале этого года я сделал еще один, на этот раз  окончательный и бесповоротный upgrade его усилителя. Назвал его “Final Trip”  (Последнее Путешествие или  Последний “Улет” – тут уж что кому ближе)

Усилитель стал двухкаскадным, в качестве лампы первого каскада я применил пентод С3g в триодном включении, нагруженный на межкаскадный  фазоинверторный трансформатор Hashimoto A-105. Выходной каскад – на KT88 в триодном включении, с фиксированным смещением. Выходной трансформатор был перекоммутирован так, чтобы при подключенной нагрузке в 8 Ом Raa было ~ 5.6 кОм.  Основные конденсаторы фильтра блока питания по прежнему вынесены в отдельный блок, но в корпусе усилителя все-таки есть несколько электролитических конденсаторов (C1, C2).

После переделки звучание усилителя изменилось коренным образом – при сохранении всех достигнутых ранее “динамических” свойств в звуке проявилась удивительная текучесть, плавность, музыкальность, тактичность. Усилитель хочется слушать не выключая, звук захватывает, поднимает и несет в потоке музыки… В общем –  Final Trip.  🙂

Май 2009….Февраль 2015                                                                 г.Владивосток

Upgrade акустики Triangle Celius ESW

Triangle Celius ESW – трехполосная акустика среднего уровня, позиционируется как акустическая система для классики и джаза. В обзорах обычно отмечают удивительную “середину”, но об остальном частотном диапазоне почему-то обычно умалчивают. 🙂

Этот комплект – из домашней системы замечательного человека – меломана с 30-летним стажем. Ко мне она попала потому, что счастливый владелец жаловался на невнятные НЧ, недостаток и “грязь” на ВЧ. Тщательное прослушивание показало, что действительно – середина довольно подвижная и живая, но очень сильно выделяется на фоне НЧ и ВЧ и, что интересно –  наиболее сильно этот эффект проявлялся в комнате небольших размеров. Я весьма далек от того, чтобы сомневаться в компетентности инженеров Triangle, поэтому для меня совершенно очевидно, что эта акустика – жанровая, предназначена для свободной установки в зале среднего или большого размера, где она в полной мере покажет объемное, выразительное звучание произведений классической музыки. В реальных условиях небольших квартир и при воспроизведении более популярных жанров – НЧ зажаты, неразборчивы и несколько бубнят, верхняя середина – резкая, грязная и весьма напрягающая, ВЧ – недостаточны. С этим нужно было что-то сделать. 🙂

Вскрытие показало, что кроссовер – практически традиционный трехполосный, второго порядка с цепью Зобеля – для СЧ динамика. Вот ZЧХ акустики в целом, а так же НЧ и СЧ звеньев. Triangle_Celius_ESW_LOW_MID  Как видно, НЧ СЧ и ВЧ звенья кроссовера “сшиты” весьма грамотно, частоты  раздела фильтров составляют ~ 600 Hz и 4 kHz.   

Я обратил внимание на то, что НЧ динамики – с довольно высокой добротностью, фазоинвертор настроен по “традиционной” методике на частоту ~38 Hz. Вероятно, у разработчиков Triangle были свои особые причины применить именно эти динамики.  Для того, чтобы оценить “потенциал” динамиков  я решил послушать их отдельно.

НЧ – Triangle T16 DR110C (x2) – печально удивили меня низкой чувствительностью, высокой добротностью и плавным спадом на нижней середине – до примерно 1 кHz без слышимых паразитных резонансов. Исходя из добротности динамиков, Я попробовал вместо ФИ применить Variovent – и результат был более, чем положительный. Но правильная установка Variovent потребовала бы переделки корпуса, что в данном конкретном случае не предусматривалось. Поэтому я оставил ФИ, несколько задемпфировав входное отверстие трубы, что позволило сгладить эффект однообразного навязчивого “панча”. Triangle_Celius_ESW_LOW

ВЧ – (TZ202) – так же низкочувствителен и, вероятно поэтому для повышения отдачи вполне традиционный купольный ВЧ излучатель установлен в пластиковый рупор с “пулей”. После 6 kHZ он звучит довольно неплохо, вполне уверенно поднимаясь до 18 kHz.Triangle_Celius_ESW_HIGH

СЧ – (T16 PP122o) – представляет наибольший интерес. Удивительный динамик с высокой чувствительностью и довольно неравномерной отдачей, частотная характеристика очень плавно спадает к 8 kHz. Выразительный, объемный и “породистый” звук, напоминающий звук динамиков Saba GreenCone. Triangle_Celius_ESW_MID

Тестовое прослушивание заставило меня задуматься – как же так, каждый из динамиков в общем-то неплох, а СЧ так и вообще довольно хорош – но в целом результат неудовлетворительный. Конструктивные особенности кроссоверов частично дают ответ на этот вопрос –  для получения максимально гладкой АЧХ и защиты динамиков при высокой подводимой мощности – разработчикам пришлось применить фильтры второго порядка, защитные термисторы и мощные проволочные резисторы. Кроме того, в НЧ и СЧ фильтрах применены электролитические конденсаторы,

Поскольку этот комплект акустики работает совместно с ламповым усилителем средней мощности, я решил отказаться от защитных термисторов. А, поскольку динамики сами по себе показали неплохие звуковые результаты – я решил максимально упростить кроссовер, применть простейшие фильтры первого порядка, уровняв  с отдачу СЧ динамика при помощи делителя на качественных резисторах.

Схема фильтра – Triangle_Ceius_X_Over_New

Катушка L1 – от “родного” фильтра, конденсаторы С1 и С2 – пленочные МКР, С1 составлен из 5 шт конденсаторов 10uF и одного 6.8 uF, включенных параллельно. Резисторы R1-R2 уравнивают отдачу СЧ динамика относительно HЧ и ВЧ. Частоты раздела фильтра = НЧ ~400 Hz, СЧ(ВЧ) ~ 150 Hz, ВЧ – 8 kHz. Я сознательно пошел на “расстройку” фильтров НЧ-СЧ, расширив диапазон совместной работы НЧ и СЧ динамиков. В этом случае звучание на мидбасе получается более “насыщенным”. Итоговая ZЧХ – Triangle_Celius_ESW_AFTER

В результате – вместо “навязчивого” бас стал  “выразительным”, СЧ область очистилась, стала еще более натуральной и объемной. И, что самое главное – полностью исчезла напрягающая “грязь” на верхней середине, ВЧ приобрели характерную воздушную детальность и объем, ушло ощущение их “зажатости” и ограниченности диапазона.

По впечатлению хозяина, после переделки акустика преобразилась, фактически получила “вторую жизнь” и радует этого замечательного человека.

Август 2014 год                                                                                         г.Владивосток

****Примечание от 25-10-14. После “прогрева” элементов фильтра в домашних условиях было принять решение немного ослабить уровень ВЧ, сделать звучание менее ярким. В итоге между входной клеммой и конденсатором ВЧ фильтра был установлен очень качественный резистор номиналом 10 Ом мощностью 2W.

 

Блок питания для Macmini i7

Этим летом один мой хороший знакомый, эзотерик и аудиофил Николай, находясь в отпуске наконец-то систематизировал свою коллекцию “цифровой” музыки и провел некоторый апгрейд цифровой  части своей аудиосистемы – вместо старенького ноутбука HP приобрел новый Macmini (+SSD), что дало ему повод задуматься над последним (*** как выяснилось позднее – предпоследним) этапом приведения системы к совершенству – а именно, над усовершенствованием или заменой импульсного блока питания его нового компьютера, который, как известно, при работе под нагрузкой является отличным генератором широкого спектра помех. Вообще-то на материнской плате Macmini расположены несколько импульсных модульных  блоков питания, которые, как и основной сетевой БП являются источниками помех. Но тут следует учесть одну особенность – эти модульные блоки разделены по нагрузке и питают только определенные группы микросхем  и периферийных устройств. Кроме того, специализированные микросхемы DC-DC преобразователей, применяемые в этих модулях – гораздо лучшего качества и генерируют существенно меньше помех, чем те, что используются в блоке питания от сети. Если у вас есть ноутбук, то смысл применения и полезность линейного блока крайне легко проверить – просто сравните качество воспроизведения c подключенным адаптером питания и при работе ноутбука от аккумулятора.

Поэтому было принято решение сделать “тихий и спокойный” линейный блок. Для начала Macmini был разобран, все пружинки и винтики весьма оригинальной формы были бережно сложены в отдельную коробочку. Выяснилось, что встроенный блок питания имеет выходное напряжение 12V, максимальный ток нагрузки 7A- у меня, кстати, это сразу вызвало некоторые сомнения. И точно, по результатам измерений оказалось, что в реальной жизни Macmini i7 c 8Gb RAM и 128Gb SSD диском потребляет не более  5A. Выходной разъем встроенного БП –  10-контактный,  контакты 1…4 – общий,  5- i-sense, 6-свободен и 7…10 = +12V. Во время работы компьютера i-sense активен (постоянно =1). При включенном блоке и выключенном компьютере i-sense =0. На плате блока питания этот вывод соединен с общим через резистор 4.7 кОм. Исходя из выясненных требований, была разработана схема будущего блока и подобран подходящий корпус. Схема блока питания – Macmini_PS. Блок питания выполнен на обычном высококачественном линейном стабилизаторе от Linear LT1084-CT с максимально – допустимым током нагрузки 7.5А, встроенной защитой от перегрева и перегрузки, применен питающий трансформатор мощностью 200VA с напряжением вторичной обмотки 15V. Выпрямитель мостовой, диоды моста зашунтированы пленочными конденсаторами. Фильтр выполнен по топологии СRC. В качестве фильтрующих я применил конденсаторы Panasonic серии FC и некоторое количество высококачественных пленочных, керамических и слюдяных конденсаторов. В Macmini –  в пластиковом корпусе от “родного” импульсного блока питания  установлена плата с дополнительными фильтрующими конденсаторами, а входной провод питания  выведен через отверстие разъема подключения сетевого провода. В качестве разъема для подведения питания я применил Neutrik серии SpeakOn.

Конструкция получилась очень удачной и оправдала все ожидания.

Сентябрь 2013                                                                                               г.Владивосток

Woo Audio WA5 – взгляд снаружи и изнутри

Пару недель тому назад многоуважаемый и широко известный на doctorhead.ru форумчанин SharapOFF предоставил мне на прослушку усилитель Woo Audio WA5 300B.
Выглядит он так (Фото с сайта Woo Audio) — wa5-wholewa5-frontwa5-back

Комплектация усилителя была топовой – кенотроны Mesh Plate от Sophia Electric, 6SN7 NOS brown plate от Sylvania, тефлоновые панельки с цанговыми контактами, межкаскадные конденсаторы V-Cap, конденсаторы в блоке питания – Jensen, шунтирующие конденсаторы – BlackGate. По “легенде” продавца, этот усилитель был приобретен по случаю, как выставочный экземпляр.
Естественно, ожидания были – весьма волнительными и полный предвкушений, я установил усилитель в свою систему, включил и…
Но сначала о системе.
В качестве CD проигрывателя – Njoe Troeb Reference, межблочники – витая пара из серебряной моножилы в тефлоне + коннекторы Eichmann, наушники – в ассортименте от Sennheiser HD800 и Audeze LCD-3 до Beyer Dymnamics DT150 c custom абушурами и кабелем, купленные по случаю у знакомого на “той самой” студии Abbey Road.
Диски – в широчайшем ассортименте, все оригинальные.
Итак, поставил я свою любимую запись “Времена Года”, одел наушники, и – постигло меня сначала удивление, а потом и горькое разочарование. Звук – зажатый, плоский и какой-то … не ламповый… Выключив систему, я начал было суетливо проверять коммутацию, питание, на всякий случай протер контакты разъемов чистящей жидкостью. Включил снова – нет, лучше не стало. Плоский, зажатый звук – сцена вытянута справа налево, тембры бедные, виолончели (а может быть и скрипки) – фанерные… Звук – лишен эмоций, сухой, скучный и однообразный. А где же знаменитое, открытое и широкое звучание 6SN7 и 300В ? Уж я то точно знаю, как должен звучать усилитель на этих лампах….
Может Woo неисправен ? Заглядываю внутрь —

Еще несколько картинок – внутренности блока питания –

Как видно, выпрямительные кенотроны включены параллельно, накальные напряжения подаются на блок усилителя от отдельного трансформатора. Накал драйверных ламп выпрямлен и стабилизирован (12 Вольт), для формирования напряжения накала выходных ламп в блок усилителя с двух раздельных обмоток подается переменное напряжение 6 Вольт. Мощность накального трансформатора = 30 Вт.
Схема задержки подачи анодного напряжения выполнена на полупроводниковом транзисторном ключе, схеме таймера и реле, фильтрация производится дросселем и отличными электролитическими конденсаторами Jensen емкостью 200 мкФ. Очевидно, что выпрямлению и фильтрации анодного напряжения уделено особое внимание. Необходимость задержки подачи анодного напряжения вызвана не только защитой выходных ламп от броска напряжения при включении усилителя, но и защитой кенотронов от броска тока, возникающего при зарядке фильтрующих емкостей.

Усилитель, Примерная схемаWoo_Sch_Before

Некоторая загадка (?) – это блок переключателя – коммутатора нагрузки, на который заведены все видимые выводы выходного трансформатора, проводники с катодов и анодов выходных ламп, разъемы для подключения телефонов, разъемы для подключения динамиков.
Выглядит он так —

Transformer_Commutation_01

Совершенно ясно, что часть контактов этого переключателя задействована только как вспомогательные монтажные планки. Поскольку на переключатель подается высокое напряжение, его планки покрыты черной каучуковой краской и залиты термоклеем.
При дальнейшем разбирательстве выяснилось, что если бы Woo был без выхода на высоковольтную изодинамику и акустику, то никакой особой необходимости в этом весьма некачественном переключателе не было бы.
Обратите внимание на включение фильтрующих конденсаторов. Фактически, в блоке усилителя оба выходных каскада “питаются” от NoName конденсатора емкостью 10 мкФ. Все красивые емкости Jensen желтого цвета обеспечивают фильтрацию питания исключительно двух каскадов драйвера. На мой взгляд, это существенное упущение, поскольку фактически получается, что по плюсу питания выходные каскады левого и правого каналов объединены и через один проводник и два разъема заведены на “удаленный” фильтрующий конденсатор, расположенный в блоке питания.

Особый интерес представляют выходные трансформаторы —

Впечатлительных аудиолюбителей прошу не пугаться – трансформаторы хоть и выглядят несколько брутально, но вполне качественны. Вторичная обмотка имеет три вывода – общий, для низкоомной нагрузки и акустических систем и для высокоомной нагрузки. Приведенное сопротивление первичной обмотки при нагрузке 8 Ом составляет 2.5 кОм.

Комментарии по схеме драйвера – она напоминает известный усилитель от Sun Audio, на мой взгляд – не лучшее решение для раскачки 300В. Первый каскад работает с небольшим напряжением на аноде (90…100V), анодная нагрузка выбрана сравнительно высокой (62 кОм) ток покоя небольшой (3..3.5 мА). Если взглянуть на ВАХ 6SN7- то это не самый линейный участок для выбора рабочей точки, в зависимости от разброса характеристик ламп спектральный состав и уровень искажений на выходе каскада будет сильно меняться, то есть звук (“tHe sOUNd” :)) будет очень сильно зависеть от замены ламп. Возможно, в этом есть некоторая “фишка”.

Я бы заменил резистор в аноде на 27…33 кОм, в катоде установил бы 470…510 Ом. Напряжение на аноде осталось бы прежним, а ток покоя вырос бы до 5…5.5 мА, рабочая точка переместилась в менее “чувствительную” и более линейную область.
Второй каскад – из-за непосредственной связи с первым каскадом катод лампы второго каскада поднят над общим примерно на 105…108 Вольт. Это напряжение фактически растрачено впустую, поскольку каскад работает с “полезным” напряжением питания, равным разности между напряжением на катоде и напряжением источника питания.
Естественно, это ограничивает возможности каскада по раскачке выходной лампы.
Если уж делать для 300В двухкаскадный драйвер на триодах с малым усилением, то схема Рейчерта, на мой взгляд, более предпочтительна, несмотря на наличие дополнительного межкаскадного конденсатора. Его негативные свойства компенсируются эффективным использованием источника питания и максимальными, для каскада с резистивной нагрузкой, возможностями раскачки выходной лампы.
Но лично я, если есть возможность заменить лампу драйвера, предпочитаю применить один каскад усиления вместо двух.

После вскрытия и осмотра содержимого, естественно, были сделаны некоторые измерения.
При снятых лампах – Напряжение источника питания = 380 Вольт, напряжение накала на 300В = 4.8 Вольт (выпрямленное), напряжение накала на драйверных лампах 12 Вольт (выпрямленное), по 6 Вольт на лампу, накалы соединены последовательно.
Эти данные заставили меня несколько задуматься. Выходные лампы включены с автосмещением, конденсаторы источника питания имеют номинальное напряжение не ниже 450 Вольт. Опять же, заявленные технические характеристики – выходная мощность 8 Вт на канал… Я ожидал на выходе блока питания без нагрузки высокое напряжение не менее 420…440 Вольт.
Устанавливаю выходные лампы, включаю. Напряжение на выходе блока питания = 340(!) Вольт, напряжение накала 300В = 4.3 (!) Вольт, напряжение смещения на катоде = 51 Вольт. Ток, потребляемый усилителем = 140 мA.
Измеряю напряжение сети – все в порядке, обычные 230 Вольт. Измеряю переменное напряжение накала, поступающее с блока питания – все в порядке, 6 Вольт, никакого проседания.
Устанавливаю другой комплект выходных ламп (мало ли что), измеряю напряжение – те же 4.3 Вольт. То есть проблема (или может быть это еще одна “фишка” ?) в выпрямителе накала, а именно в номинале балластных резисторов (0.22+0.22 Ом).

Inside_Before_06

Вынимаю кенотроны из панелек, измеряю напряжение на вторичке сетевого трансформатора. 696 (то есть 348+348) вольт без нагрузки. В принципе, с выпрямителем на высокоомных кенотронах (Ri~180 Ом) и CLC фильтром, напряжение на выходе такого блока питания при номинальной нагрузке должно быть примерно 340…350 Вольт. Все примерно соответствует. (Еще одна “фишка” ?)

После обнаружения таких “фишек” в конструкции я решил спокойно обдумать, что же с этим всем делать дальше. Самый экстремальный план – замену накального трансформатора и трансформатора питания – пока решил не рассматривать. Менее экстремальный вариант – заменить выходные лампы 300B на 2A3 сначала показался мне весьма привлекательным. Дело в том, что для выходного каскада на одноанодных 2A3-36 или 2А3-40 с автосмещением имеющееся напряжение питания – как раз самое “то, что нужно”. Если заменить диоды выпрямителя накала на Шоттки, то появляется достаточный запас для установки регулятора-стабилизатора напряжения накала. Это, кстати, существенно понизит уровень помех, что весьма полезно для усилителя для наушников – и регулировка “центровки” накала ламп выходного каскада в этом случае будет не нужна.
Весьма интересным показался вариант с переводом выходного каскада на фиксированное смещение, и в конструкции для себя я бы остановился именно на нем. В блоке питания вполне достаточно места для установки небольшого дополнительного трансформатора и выпрямителя напряжения смещения. Но – поскольку владелец этого усилителя не хотел бы периодически отвлекаться на подстройку и контроль тока выходных ламп, этот вариант в этой ситуации был признан не совсем подходящим. В ходе дальнейшего осмотра выяснилось, что  накальный трансформатор не имеет достаточного запаса по току, поэтому вариант с 2A3 без замены накального трансформатора не реализуем.

По коммутации- при вскрытии колпака выходного трансформатора выяснился интересный технологический момент. Один из выводов вторички (общий) с внешней стороны был соединен с корпусом через винтовую ламельку. И вообще, я заметил, что собственно “общей шины” или “звезды” в этой конструкции нет. Внутри корпуса там и сям в удобных местах прикручены ламельки, на которые припаяны проводники от различных точек схемы. Вероятно, ради надежности соединения все ламельки объединены неизолированным моножильным проводом. Такая топология разводки общего мне не понравилась.

В итоге, было принято решение пока оставить выходной каскад таким, как он есть. В дальнейшем – установить стабилизаторы напряжения накала и после этого уже определиться – стоит менять выходные лампы или нет. В любом случае, драйвер и коммутацию нужно было переделывать, чем я собственно и занялся.

Убираю ненужное –

Disassembled_01Phone_Socket_Hole_01

Более внимательно разобравшись с коммутатором нагрузки мне стало очевидно, что если установить дополнительное гнездо для высокомных телефонов, то ненадежный многослойный и шумный коммутатор легко заменяется одной переключающей группой — “Включить-выключить акустику”. Под рукой оказался движковый переключатель на три положения, и на первое время я установил его. В ходе переноса и перекоммутации переключателя из усилителя было извлечено примерно 10 метров “лишнего” провода.

Драйвер я решил применить однокаскадный, с учетом режима работы выходного каскада требуемый коэффициент усиления должен быть около 40. Такое усиление легко обеспечивает пентодный усилительный каскад или, например, триодный на лампе с большим коэффициентом усиления. Исходя из имеющихся в наличии ламп и учитывая то, что отверстия под октальные панельки в корпусе уже имелись, я рассматривал два варианта – 6AS7 (6Ж4) или С3g в триодном включении. Пентодный драйвер в данном случае мне показался не совсем уместным. Не поясняя причин, скажу лишь, что если бы этот усилитель был для акустики, а не для телефонов – я бы применил пентодный драйвер.
Переделка заняла всего несколько часов. Конденсаторы в питании были перекоммутированы таким образом, что 100+100 мкФ фильтруют выходные каскады обоих каналов, а на входные каскады питание подается через индивидуальные фильтрующие RC цепочки 1.6 кОм + 100 мкФ.

C3g_and_Socket_01C3g_Installed_01Inside_After_03

Схема усилителя после переделки-

Woo_Sch_After

Напряжение на катоде С3g = 2.8 Вольт, на аноде = 180 Вольт, коэффициент усиления = 35, максимальный размах выходного напряжения ~70 Вольт RMS, коэффициент гармоник при этом составляет не более 3%. Режимы выбраны с некоторым “запасом”, поскольку я все-таки надеюсь несколько увеличить напряжение на выходе блока питания. Чуть позже я попробую установить кенотроны с меньшим внутренним сопротивлением. В этом случае, даже если после приведения накала в “норму” анодное напряжение просядет несколько меньше (при увеличении накала до номинального значения 5 Вольт ток покоя выходного каскада возрастет).

Так выглядит комплект изнутри и снаружи после переделки —

Inside_After_02Inside_After_04Amplifier_and_Power_Supply

 

Февраль-Март 2013 год                                                                     г.Владивосток

Добавлено 16.04.2013

Завершил начатое. На фото ниже – подробности окончательной модификации.

Помимо того, что было сделано раньше – установил два накальных трансформатора вместо одного. Накалы выходных ламп каждого канала теперь питаются от отдельных трансформаторов. Изменил выпрямитель накала – вместо диодного мостика установил выпрямители на быстрых диодах Шоттки + фильтр стабилизатор на микросхеме LT1084.  Конденсаторы фильтра – Elna Tonerex + Panasonic.  С выравниванием напряжения накала (теперь оно точно 5 Вольт) более- менее выровнялся тока покоя выходного каскада – теперь он 75 mA на канал. Заменил кенотроны Sophia Mesh Plate на NOS RCA 5U4 – выпрямленное напряжение значительно выросло, теперь оно = 375 Вольт.
Регулятор Alps заменил на дискретный, на меднооксидных резисторах. Уровень фона на выходе достоверно измерить не удалось (менее 0.2 mV). Даже в высокочувствительных низкоомных наушниках фона не слышно в принципе. Разрешение существенно улучшилось, местами я бы сказал — даже пугающе улучшилось. На мой взгляд, получился отличнейший усилитель. Я доволен проделанной работой.

 

Woo_Power_Supply_New_02Woo_Power_Supply_New_01Woo_Ampr_Filament_New_02Woo_Ampr_Filament_New_01

Апрель 2013 год                                                                               г.Владивосток

USB эпилог для PrimaLuna Prologue

В июле этого (2012) года ко мне обратился один мой старый знакомый меломан с несколько неожиданной просьбой. Дело в том, что у него сломался проигрыватель компакт-дисков PrimaLuna Prologue CD. Само по себе это “событие” для проигрывателя CD вполне обычное, несколько необычной была просьба – переделать его  в USB ЦАП  :). Я решил попробовать – почему бы и нет.

В PrimaLuna CD применен ЦАП PCM 1792 (см pcm1792), работающий в “паре” с асинхронным ресемплером  SRC4192 (см src4192). Цифровые данные между этими микросхемами передаются по стандартной 3-х сигнальной шине (BCLK, LRCLK, SDAT). Синхронизируется работа микросхем при помощи тактового генератора, в PrimaLuna он выполнен по оригинальной схеме на лампе – миниатюрном триоде Российского, кстати, производства.

Из проигрывателя был извлечен и выброшен в мусорный ящик неисправный CD-транспорт, а на его место была установлена плата USB интерфейса TerraDak на микросхеме TENOR TL072. После некоторого апгрейда (замены микросхемы стабилизатора, фильтрующих конденсаторов и конденсаторов “обвязки” цифровых микросхем) эта плата начинает весьма неплохо работать в качестве USB конвертора, кроме того, помимо выхода SPDIF, на плате присутствует необходимый трехсигнальный  интерфейс + дополнительный выход от 6 MHz тактового  генератора точностью 5 ppm.

При “внедрении” USB конвертора в цифровой интерфейс проигрывателя необходимо решить важный вопрос – синхронизации.  Я рассматаривал два варианта – присоединить конвертор непосредственно к ЦАП, минуя ресемплер SRC4192 или все-таки присоединить конвертор через ресемплер. Кроме того, нужно было решить вопрос с тактовым генератором – использовать ли “родной” ламповый генератор или тактировать весь цифровой интерфейс от генератора  USB конвертора.

При соединении USB конвертора “напрямую” к ЦАП, последний получает цифровые данные с частотой дискретизации, заданной USB конвертором, которая, в свою очередь, может быть задана програмой – драйвером. Поскольку в основном, цифровые музыкальные файлы “сграблены” с CD, то частота дискретизации цифровых данных на выходе USB конвертора большую часть времени будет 44.1 кГц….

И вот тут-то самое время взглянуть на аналоговую часть ЦАП PrimaLuna CD. А она организована следующим образом. PCM1792 имеет дифференциальные токовые выходы. Преобразователь ток- напряжение выполнен на специализированных сборках (точные резисторы + ОУ), с выхода которых через согласующие трансформаторы сигнал поступает на ламповый буфер – фильтр – усилитель. Для фильтрации помех на выходе ЦАП в буфере применен простой фильтр второго (?) порядка, частота среза которого примерно 60 кГц. Совершенно очевидно, что такая простая схема фильтра будет давать стабильно – предсказуемый результат при  “стабильно- расчетной” высокочастотной помехе на ее входе. То есть для лучшей работы аналоговой части этого ЦАП необходимо, чтобы на его вход подавались цифровые данные с одинаковой (высокой) частотой дискретизации, вне зависимости от того, какая исходная частота дискретизации воспроизводимых цифровых файлов.  Для этого разработчики PrimaLuna применили перед ЦАП дополнительную микросхему-ресемплер SRC4192, режим работы которой установлен таким образом, что вне зависимости от разрядности и частоты дискретизации входных данных, выходные данные имеют фиксированный формат – 24bit/192кHz. Таким образом, цифровая помеха на выходе ЦАП стабильно-предсказуема и работа аналогового фильтра-буфера максимально эффективна. Поскольку в этом случае приоритетной является синхронная работа PCM1792 и SRC4192 вполне логичен выбор внутреннего “лампового” генератора CD в качестве тактового.

Исходя из этого, я принял решение подключить UBS конвертор на вход ЦАП через ресемплер SRC4192. (*** – конечно, перед этим я попробовал и “прямое” подключение и переключался между тактовыми генераторами:) ). Поскольку CD привод был убран, я так же удалил с платы проигрывателя микросхемы управления сервосистемой и дисплеем.  Нужные дрожки сигналов входного цифрового интерфейса ресемплера на печатной плате нашлись довольно легко, соответствующие сигналы с платы USB конвертора к ним я подвел через три коаксиальных провода.

“Внедрение” платы конвертора потребовало некоторых механических работ – установка монтажных стоек, рассверловки отверстия для установки гнезда USB, изготовление декоративной накладки на переднюю панель, закрывающую вырезы для дисплея, кнопок управления  и лотка CD. На разъем коаксиального цифрового выхода CD я вывел SPDIF сигнал с выхода USB конвертора. Таким образом, появилась дополнительная возможность использовать это устройство как внешний USB-SPDIF преобразователь.

 

Июль 2012 год                                                                                             г.Владивосток

Armonia Nightingale – трели итальянского соловья

В начале этого (2012) года попал ко мне на ремонт довольно симпатичный усилитель – Armonia Nightingale.

Симптомы были такие — один канал фонил и играл тихо, второй- временами срывался в перегрузку. В интернете об этой конструкции информации немного, а та, что есть – несколько неоднозначна.

Во-первых, утверждается, что этот усилитель работает в чистом классе А, что несколько не согласуется с заявленной выходной мощностью и типом примененных ламп. Во-вторых, судя по входам, усилитель имеет встроенный винил-корректор, а это уже не согласуется с количеством ламп 🙂  В третьих, меня несколько  насторожило заявление об электронном контроле тока покоя выходных ламп.

Вскрытие показало, что за оболочкой благородно-винтажного вида лампового усилителя скрывался абсолютно современный транзисторно-микросхемный прощелыга-гибрид. Собственно на лампах собрана только часть усилителя мощности, а все остальное представляет обычный микросхемно- релейный предусилитель – коммутатор с электронной регулировкой громкости и  селектором входов. Встроенный винил-корректор собран на операционных усилителях.   В общем “начинка” такого усилителя ничем особо не отличалась от какого-нибудь недорогого ресивера.  И, конечно  о  “ламповом” звучании  можно смело забыть. Попутно выяснилось, что выходной каскад ламповой части конструкции работает с ультралинейным включением ламп и, соответственно в классе АВ с классической общей петлей ООС. Лампы в усилителе были установлены Российского производства –  вероятно как символ долговременного Российско-Итальянского сотрудничества.

 

Владельца этого “Итальянского ночного-соловья” такой вариант “лампового” усилителя категорически не устраивал и было принято решение о полной переделке. К счастью, в “Соловье” применен неплохой набор трансформаторов, что внушало определенную надежду на успех. Я собрал классическую трехкаскадную схему, с SRPP на лампе 6189 (Philips) в первом каскаде, фазоинвертором по схеме Шмидта на  5687 (Sylvania) во втором каскаде и выходной каскад на четырех (по две подобранных лампы в плече) 6GK6 (RCA) в триодном включении c автосмещением. Конденсаторы, шунтирующие катодные резисторы ламп выходного каскада включены по технологии ultrapath. Выпрямитель блока питания – на полупроводниковых диодах,  фильтр – электронный, на мощном полевом транзисторе.   Регулятор громкости – традиционный Alps. Все платы “соловья” были выброшены, монтаж был сделан навесным способом на заново изготовленных панелях. В корпусе были заменены передняя и задняя панели и обновлено лаковое покрытие. Схема усилителя – Nightingale_001 и блока питания – Nightingale_bp_001

 

Апрель- Июнь 2012 год                                                                                 г.Владивосток