Китайский Музыкальный Ангел из Украины

История этого усилителя довольно занимательна. Он был куплен  в Украине неопытным энтузиастом ламповой техники. При покупке была рассказана красивая легенда про старого опытного мастера, который долгими бессонными ночами работал над этой уникальной конструкцией на знаменитой лампе 300В… И что этот усилитель, после доработки, легко “кроет” любой усилитель в ценовом диапазоне до $5000… И что только финансовые обстоятельства заставили  выставить изделие на продажу… Думаю, что нет необходимости подробно объяснять, что все это была сплошная выдумка, так сказать “маркетинговый ход”. Самый обычный китайский усилитель от Music Angel, с немного странноватой, хотя и в чем-то интересной схемой, собранной из сомнительного качества комплектующих неизвестного происхождения. Доработка, по всей видимости, заключалась в замене ламп и пары-тройки резисторов.

Из явных, видимых и слышимых недостатков:  при включении усилителя кенотрон вспыхивал синим цветом,  это значит, что по какой-то причине при старте усилителя через выпрямитель протекал чрезмерный ток. Очевидно, что долго так  “вспыхивать” он бы не мог,  в конце концов просто бы перегорел.
Панельки для ламп – ну очень , скажем так, недорогие-  при работе периодически пропадал накал, который восстанавливался  шевелением лампы в панельке. Регулятор громкости – совсем уж простой, конденсаторы- самые простые. Некоторое количество резисторов  были качественные Allen Bradley, но остальная часть резисторов наши МЛТ (им вообще в аудиотехнике не место) и обычные Ohmite. Несколько озадачило применение в цепи автосмещения 300В зеленого проволочного резистора ностальгически похожего на наш ПЭВ….. Я ничего против них не имею, но не в этом месте. 🙂 О звуке – все играло как-то  уж слишком просто, плоско, зажато и…музыка не “лилась”. В общем, на мой взгляд тема 300В не была раскрыта. 🙂

Что пришлось сделать мне.

При вскрытии выяснилось, что в общем-то изначально перспективная схема усилителя на 300В была загублена не совсем подходящими трансформаторами и некоторыми странными Китайскими “вспомогательными устройствами ” (например, никуда не подключенным таймером, который при включении усилителя некоторое время  зачем-то “моргал” светодиодом). Поскольку выходные трансформаторы при токе покоя, необходимом для работы лампы 300В имели  сравнительно небольшую индуктивность (примерно 9Н…10Н при 100mA на частоте 50 Гц), при этом приведенное сопротивление первичной обмотки составляло 4.8…5кОм, оставить выходной каскад на 300В было нереально. При таких параметрах выходных трансформаторов нормального уровня НЧ от этого усилителя добиться было невозможно. Звучание было плоским, зажатым и с заметным ограничением уровня НЧ. Дальнейшие замеры выходных трансформаторов показали, что при меньшем токе (примерно 50-60 mA)  индуктивность первичной обмотки составляет минимально- приемлемое значение 16Н, а если на 8 Омный выход вторичной обмотки подключить нагрузку 4..6 Ом, то и приведенное сопротивление первичной обмотки становится более-менее приемлемым (2.5…3 кОм). Таким образом, с этим трансформатором  логично применить лампу менее мощную, чем 300В, но имеющую примерно такое же внутреннее сопротивление.  Из прямонакальных триодов самый подходящий вариант – это 2A3. Но для работы 2А3 в выходном однотактном каскаде требуется напряжение источника питания всего 250…290 Вольт, а силовой трансформатор   этого усилителя имеет напряжение силовой обмотки – 420 Вольт переменного тока, что, с учетом падения напряжения на кенотроне и фильтре блока питания дает на выходе блока питания примерно 430…440 Вольт напряжения постоянного тока под нагрузкой.

Было решено построить усилитель по схеме с непосредственной связью каскадов, что, во первых, позволило убрать критичный для качества звука межкаскадный конденсатор и, во-вторых более менее выгодно утилизировать излишне высокое напряжение источника питания.

В итоге от первоначальной схемы и конструкции усилителя почти ничего не осталось. Были использованы – шасси с механическими элементами, силовой и выходные трансформаторы, разъемы. Панельки для ламп были заменены на качественные, лишние печатные платы и элементы схемы – выброшены в мусор. Регулятор громкости был заменен на Alps Blue Velvet.

Выводы ненужных вспомогательных обмоток силового трансформатора – обрезаны, заизолированы и спрятаны внутрь его кожуха, что позволило существенно облегчить тепловой режим его работы.  Накальные обмотки для ламп входного каскада – сфазированы и соеденены параллельно -для улучшения нагрузочной способности и облегчения теплового режима.  Для питания накала ламп выходного каскада  установлены два небольших трансформатора Hammond с выходным напряжением  2.5V при токе 3A.

Схема усилителя

Блок питания.  UkroChina_Schem_001

Выпрямитель выполнен по традиционной двухполупериодной схеме выпрямления со средней точкой вторичной обмотки силового трансформатора. В качестве выпрямителя применен кенотрон, в этой схеме можно применить кенотроны марки 5Ц3С, 5U4, 5AR4 и другие октальные, расcчитанные на ток нагрузки не менее 200 mA и имеющие падение напряжения под нагрузкой 50…80 Вольт.

Первая фильтрующая емкость – сравнительно небольшая, но качественная 🙂 – Sprague Atom 20uF 600V. Фильтр выпрямленного напряжения – электронный, в качестве регулирующего элемента применен высоковольтный iGBT транзистор. Электронный фильтр  напряжения источника питания имеет существенно меньший, чем “традиционный” LC фильтр уровень пульсаций, обеспечивает необходимую задержку подачи анодного напряжения и позволяет установить на выходе фильтра конденсатор довольно большой емкости.

Напряжение питания первого каскада усилителя формируется на простейшем параметрическом стабилизаторе на зенер-диодах. Поскольку ток покоя первого каскада усилителя небольшой, применение простого резистивного фильтра в цепи его питания затруднено – балластный резистор получается очень большого номинала (несколько сотен килоом), что приводит к неприемлимо большому времени установления режима работы первого каскада. А в усилителях с непосредственной связью каскадов необходимо, чтобы режим работы первого каскада устанавливался раньше, чем выходного.

Делитель напряжения на выходе фильтра предназначен для формирования небольшого (+20…30 Вольт) напряжения смещения (“поднятия” потенциала) нитей накала ламп первого каскада. Это необходимо для избежания пробоя между накалом и катодом ламп, и для  снижения уровня помех, наводимых на катод  из накальных цепей.

УсилительUkroChina_Schem_002

Собственно, схема усилителя весьма проста – он собран по двухкаскадной схеме, с непосредственной связью каскадов. Первый  каскад — усилитель напряжения с динамической нагрузкой (SRPP). Такой  каскад имеет хороший уровень подавления пульсаций напряжения источника питания, высокий коэффициент усиления и низкое выходное сопротивление, что при непосредственной связи с управляющей сеткой лампы выходного каскада позволяет полностью ее раскрыть и  вполне уверенно работать даже с заходом в область небольших токов сетки.

Необходимое для работы лампы выходного каскада напряжение смещения формируется как разность между потенциалами ее сетки и катода. Напряжение на катоде задается током покоя каскада  и формируется на катодных резисторах.

Конденсатор, шунтирующий катодные резисторы по переменному току, включен по технологии “Ultrapath”, то есть не  как обычно- на “общий”, а между катодом и “+” источника питания. Такое включение шунтирующего конденсатора позволят существенно, по сравнению с традиционным включением, выровнять частотную и фазовую передаточные характеристики усилителя в области НЧ.  Поскольку источник питания усилителя имеет очень малый уровень пульсаций, их уровень, проникающий в катодную цепь выходного каскада через шунтирующий конденсатор – пренебрежимо мал и значительно ниже уровня помех от цепей накала выходных ламп. Компенсация этих помех производится точными проволочными подстроечными резисторами, включенными параллельно накальным нитям ламп выходного каскада.

Выходная мощность усилителя – примерно 3.5Вт на канал, Номинальное входное напряжение = 1 V RMS. Усилитель очень “отзывчив” на качество используемых ламп, выходное сопротивление, частотная и фазовая характеристики  практически определяются только параметрами выходного трансформатора.  🙂

Июль 2011 год                                                                                                г.Владивосток

3 thoughts on “Китайский Музыкальный Ангел из Украины

  1. Хорошая работа!
    У меня вопрос: почему в ЭФ именно IGBT а не простой доступный MOSFET например irf740 ? преимущества IGBT в более низком (по сравнении с MOSFET) внутренем сопротивлении (это понятно)… но у нас же после ЭФ стоит 450мкФ… и моделирование в Микрокапе показывает, что у ЭФ при равных условиях коэф. подавления пульсаций гораздо больше у MOSFET… если это возможно – проясните в чем секрет ? 🙂
    С ув. Вячеслав.
    Украина, Днепропетровск.

    • Вячеслав, Спасибо за хороший отзыв.

      Как вы верно отметили, IGBT имеет более низкое внутреннее сопротивление, а коэффициент подавления пульсаций – в усилителе мощности не самая важная характеристика. На слух, при прочих равных условиях, ощущения от “динамики” звучания усилителя с IGBT по сравнению с MOSFET IRF субъективно лучше. В корректорах, каскадах предварительного усиления особых различий между IGBT и MOSFET в БП я не заметил.

      С Уважением,

      Виктор

  2. Спасибо, за ответ. По всему “интернету” вы первый который использует IGBT в ЭФ! хорошая идея – возьму себе на “вооружение” 🙂
    Вячеслав.

Leave a Reply

Your email address will not be published.