Усилитель Auridux-V для наушников STAX

STAX  Amplifier Auridux V rev 2.0  Jan-2012

Усилитель был собран по заказу известного на doctorhead.ru форумчанина Deeoneза что ему огромнейшее спасибо. Нужно отметить, что Deeone не только принимал активное участие в обсуждении концепции усилителя, а так же оказал ценную помощь при систематизации и осмыслении результатов сравнительного прослушивания.

Принципиальная схема усилителя и его блока питания – STAX_Auridax_V_001

Усилитель на триодах со средним коэффициентом усиления,  двухкаскадный, собран по балансной схеме, без общей ООС. Для наглядности на схеме показан только один канал. Первый (входной) каскад – балансный усилитель с общим катодом, с резистивными анодными нагрузками. В качестве лампы первого каскада применен двойной триод 6BZ7 (6BQ7), особенностью которого является хорошая линейность при сравнительно небольшом напряжении на аноде. Режим работы первого каскада – ток покоя каждого плеча 6…7 mA, напряжение на анодах +100…110V.  Напряжение смещения = -1.3…1.4V. Катоды триодов первого каскада объединены  что, при их близких параметрах, позволяет получить на выходах каскада прямой и инверсный  сигналы практически одинаковой амплитуды («несимметрия» составляет не более 0.5%)  Переключатель S1 служит для коммутации входных цепей усилителя для работы с балансным или небалансным источником сигнала. В случае балансного входного сигнала – он, через регулятор уровня на сдвоенном резисторе R1R1′ непосредственно подается на сетки ламп входного каскада. В случае небалансного источника сигнала его уровень регулируется только верхней половиной резистора R1, небалансный сигнал усиливается и инвертируется левым (по схеме) триодом лампы T1 и через регулируемый делитель напряжения С1R10R11 подается на сетку правого (по схеме) триода T1. Резистором R11 регулируется идентичность прямого и инверсного усиленных сигналов на выходах первого каскада. В случае работы с балансным входным сигналом регулируемый делитель C1R10R11 из цепи прохождения сигнала исключен и какой-либо подстройки режимов не требуется.

При работе с небалансным входным сигналом коэффициент усиления первого каскада = 27…33 – он зависит от типа и разброса характеристик примененых ламп.  Допустимо применение ламп 6BZ7, 6BQ7, 6DJ8, 6922, E88CC, ECC88, 6Н23П-ЕВ и даже 6Н1П-ЕВ (с некоторым снижением коэффициента усиления).

Второй (выходной) каскад усилителя так же собран по схеме с общим катодом. В качестве «левого» и «правого» «плеч» схемы применены так называемые SRPP каскады. Это позволило даже при некотором разбросе характеристик ламп получить очень близкие (как по постоянному, так и по переменному току) режимы работы плеч каскада, отличные динамические характеристики, низкое выходное сопротивление и низкий уровень искажений.   Как и в первом каскаде, катодная связь обеспечивает стабильную идентичность прямого и инверсного сигналов на выходе усилителя. Такое решение позволило, во первых, обойтись без петли общей ООС, и во-вторых, сделать связь между первым и вторым каскадами гальванической, то есть без разделительных конденсаторов.  В этом случае, режим работы по постоянному току второго каскада задается режимом работы первого. Для лучшей симметрии и стабильности режимов как по постоянному, так и по переменному току второго каскада в качестве элемента катодной связи применен интегральный регулируемый источник тока IXYS IXCP10M45S. Лампы выходного каскада распределены особым образом – нижние по схеме триоды – это первая лампа, верхние – вторая. Накалы всех ламп «приподняты» относительно «земли» – у ламп первого каскада и нижних ламп второго примерно на +80V, у верхних ламп второго каскада примерно на + 420V. Это сделано для избежания пробоя между электродами накала и катода у верхних по схеме триодов, а так же для уменьшения уровня помех и наводок между накалом и катодами ламп. Уточнение по схеме блока питания – номиналы R20 и R21 нужно поменять местами.

Балансный сигнал снимается с катодов верхних триодов и через разделительные кондесаторы С3, С4 подается на разъем для подключения телефонов. В качестве разделительных  применены маслонаполенные конденсаторы  Jensen 0.47 uF 630V (лучше – 1000V), с обкладками из медной фольги и бумажными изолирующими прокладками. Резисторы R15, R16 служат для уменьшения уровня переходных процессов при включении усилителя.

Режим работы выходного каскада – ток покоя  каждого плеча = 13…15mA,  напряжение анод-катод каждого триода = 240…255V, напряжение смещения – 18…-20V.  Коэффициент усиления второго каскада = 12…15, максимальное выходное напряжение на каждом из выходов составляет ~160…175V RMS при этом общий коэффициент гармоник составляет не более 1% (зависит от типа и разброса характеристик примененных ламп).

В качестве ламп выходного каскада используется двойной триод 5687, с некоторым уменьшением усиления можно применить 12BH7, с перепайкой цоколевки – ECC99, 6Н6П-ЕВ.

Блок питания усилителя особенностей не имеет. В качестве трансформаторов питания и накала использованы отлично себя зарекомендовавшие изделия компании Hаmmond. Накал питается напряжением переменного тока.

Два анодных напряжения Ua1 и Ua2, необходимых для работы схемы, снимаются со вторичной обмотки силового трансформатора, выпрямляются диодным мостом. С среднего отвода вторичной обмотки снимается напряжение Ua1 (+335V), c верхнего вывода вторичной обмотки через выпрямитель снимается напряжение Ua2 (+675V). Анодные напряжения фильтруются с помощью обычных CLC фильтров (С6С7L1C11C12C13C14 и С7L2C8), напряжение BIAS (+580V) необходимое для работы телефонов STAX получается из Ua2 простейшим стабилизатором на элементах R18ZD.

Поскольку баласная схема усиления обеспечивает хорошее подавление синфазной помехи в плечах усилительных каскадов, то дополнительной фильтрации или стабилизации напряжения анодного питания не требуется.

Для обеспечения минимального уровня искажений и максимальной амплитуды выходного напряжения в усилителе необходимо применять лампы– двойные триоды- не только с максимально близкими общими характеристиками, но  с максимально близкими характеристиками половинок двойных триодов.

С предварительно подобранными лампами 6BZ7 во входном каскаде и с 5687 в выходном усилитель обеспечивает следующие характеристики –

  • Входное сопротивление = 49 кОм
  • Выходное сопротивление = 3.5 кОм
  • Максимальное выходное напряжение (на каждом из балансных выходов) = 165V RMS
  • Номинальное входное напряжение = 500 mV RMS
  • Полоса воспроизводимых частот, при неравномерности +-1 dB и уровне выходного напряжения 150V RMS, на эквиваленте нагрузки сопротивлением 100 кОм = 20Гц…60кГц
  • Общий коэффициент искажений на выходе усилителя, при уровне выходного напряжения 150VRMS = < 1%
  • Уровень шумов и помех на выходе усилителя, при балансном усилении, минимальном положении регулятора громкости, измеренный на эквиваленте нагрузки сопротивлением 100 кОм = < -65dB.

Январь 2012 год                                                                                             г.Владивосток

*** Схема и описание конструкции этого усилителя так же были размещены на сайте ostereo.ru. Там же есть и некоторые комментарии 🙂

*** Я крайне НЕ рекомендую повторять эту схему неподготовленным, неопытным самодельщикам, без навыков работы с высоковольтными ламповыми конструкциями. И, конечно – любую схему перед сборкой нужно “проходить с карандашом и калькулятором” – банальные опечатки не исключены.

*** Схемотехника усилителя во многом определялась предпочтениями заказчика. С моей точки зрения вариант выходного каскада с полупроводниковыми интегральными источниками тока в качестве анодной нагрузки мне кажется более предпочтительным.

4 thoughts on “Усилитель Auridux-V для наушников STAX

  1. Хорошая схема! и описание усилителя оч. доступное!
    Внутреняя комутация – вне всяких похвал, аккуратно, главное красиво 🙂 🙂 🙂
    Внешний вид корпуса – сделано профессионально!
    отличная работа! мои поздравления!
    С ув. Вячеслав. Украина. Днепропетровск.

  2. При дальнейшей модификации схемы выяснилось, что при подобранных лампах переключатель режима S1 “баланс – не баланс” не нужен, и элементы C1R10R11 можно исключить из схемы. Катодная связь через источник тока в выходном каскаде обеспечивает достаточную симметрию напряжения на выходе усилителя (разбаланс составляет менее 3%) даже при значительном разбалансе напряжений на выходе первого каскада.
    В блок питания все-таки желательно ввести плавную подачу анодного напряжения, например на демпферном диоде. Срок службы выходных ламп 5687 при этом увеличивается примерно в 2 раза, комплекта хватает на 2 -3 года интенсивной работы усилителя.
    Хорошим вариантом усовершенствования схемы было бы применение трансформатора питания с вторичной обмоткой 600-250-0-250-600 (или отдельных трансформаторов питания для входного и для выходного каскадов) и выпрямителя напряжения питания выходного каскада на демпферных диодах. В этом случае блок питания усилителя лучше вынести в отдельный корпус.
    Выходные конденсаторы лучше взять на рабочее напряжение 1000 Вольт, так будет надежнее.

  3. Да, и еще. Если нет “неприятия силикона” 🙂 в ламповых конструкциях, то выходной каскад можно переделать следующим образом – верхний этаж SRPP заменить на источники тока на IXYS IXCP10M90S (можно применить регулируемые источники или несколько параллельно соединенных фиксированных). Максимальное выходное напряжение усилителя в этом случае увеличится примерно на 30…40V RMS, при одновременном снижении коэффициента гармоник. Выходной каскад можно организовать на одной 5687 или, если есть такое желание – на двух, объединив два триода внутри каждого баллона. В последнем случае выходное сопротивление усилителя будет примерно в два раза ниже.

Leave a Reply

Your email address will not be published.