УМЗЧ неортодоксального аудиофила на лампах ГУ50 (2 х 65 Вт)

Ламповый УМЗЧ на ГУ50 разработал Сергей Кубушин, г. Лас-Вегас (США).

Приведу основные характеристики усилителя.

• Номинальная мощность — 2 х 65 Вт.
• Кг при номинальной мощности — 0,4%.
• Кг при мощности 50 Вт — 0,024%.
• Нелинейность АЧХ в диапазоне от 20 Іц до 20 кГц — 0,01 дБ.
• Кг при номинальной мощности без ООС — 4%.
• Кг при мощности 40 Вт без ООС — меньше 1%.
• Чувствительность для номинальной мощности — 3,15 В.
• Общая потребляемая мощность — 250 Вт.

Алфавитно-цифровая индикация режимов, встроенный измерительный центр для оперативной настройки. ИК ДУ (включение-выключение, регулировка громкости). Пиковый логарифмический индикатор выходной мощности с «отрывающимся» светодиодом.

Принципиальная схема усилителя

Выходной каскад собран по классической двухтактной (Push-Pull, РР) схеме на лампах ГУ50 в пентодном включении. Экранные сетки питаются от отдельного стабилизатора напряжением 270 В через резисторы R152 и R161.

Питание анодных цепей осуществляется от нестабилизированного источника напряжением 800 В. Элементы R153—R160, С116, С117 служат для подавления «звона» выходного трансформатора и предотвращения высокочастотной генерации.

Рис. 1. Принципиальная схема лампового усилителя мощности на ГУ-50  (2 х 65 Вт).

Смещение фиксированное, подается в сетки ламп через резисторы R129 и R138 с регулируемых делителей напряжения на резисторах R130—R132 и R135—R137.

Выходы делителей заземлены по переменному току через конденсаторы С110—С113. Питание этих делителей производится от отдельного стабилизатора с выходным напряжением около -90 В.

Накалы ГУ50 питаются переменным током от общей обмотки на 12,6 В. Для устранения фона, вызванного пролезанием переменного напряжения через паразитную емкость катод-подогреватель на один из концов накальной обмотки подано напряжение порядка +80 В с делителя напряжения в блоке питания.

Входной каскад, он же фазоинвертор, собран на двух триод-пентодах ECL84 практически по классической схеме самобалансирующегося «seesaw» фазоинвертора.

Примечание. Главным отличием является то, что в качестве усилительных элементов использованы не триоды с резистивной нагрузкой, а так называемые mu-stage. Практически это те же усилители напряжения на триодах, только с динамической нагрузкой в виде генератора тока в аноде.

Такие каскады имеют целый ряд преимуществ перед классическими триодными усилителями с резистивной нагрузкой (и перед каскадами типа SRPP, которые часто применяют в ламповых схемах):

• более высокий коэффициент усиления, практически равный ц триода (отсюда и название каскада);
• очень низкий коэффициент гармоник;
• большой размах выходного напряжения;
• низкое выходное сопротивление.

Генератор тока может быть выполнен на чем угодно.

Совет. Но, практически, для относительно «сильноточных» усилительных триодов, например, запараллеленых триодов 6Н1П, лучше использовать полевые транзисторы, а для «слаботочных» — пентоды.

Использованная в усилителе лампа ECL84 очень хорошо подходит для построения такого каскада. Практическая схема, примененная в усилителе, имеет коэффициент усиления по напряжению около 70, выходное сопротивление меньше килоома и обеспечивает размах выходного напряжения 120 В при нелинейных искажениях меньше 0,01% (без ООС).

Примечание. Идеальный баланс такого фазоинвертора при равенстве сопротивлений трех плечей делителя напряжения, подключенного к сетке VL101.2, достигается только при бесконечном усилении верхнего по схеме усилительного каскада.

Для достижения идеального баланса сопротивление верхнего плеча делителя должно быть больше остальных в [1 + 6/(2ц - 3)] раз, где ц — коэффициент усиления верхнего по схеме каскада. Так как величина эта непостоянна, в схеме предусмотрена подстройка сопротивления верхнего плеча с помощью потенциометра R126.

Накалы ламп фазоинвертора питаются постоянным током от стабилизатора на базе ИС UCC383T-ADJ (по одному стабилизатору на канал).

Примечание. Выбор стабилизатора был обусловлен просчетом автора — силовой трансформатор был намотан заблаговременно с обмотками накалов входных каскадов на напряжение 6,3 В.

Именно поэтому для получения постоянного напряжения 6 В потребовалось применение стабилизатора с очень малым прямым падением напряжения и конденсаторов фильтра (С122) емкостью 10000 мкФ. Можно было бы намотать эти обмотки на большее напряжение и применить меньшие емкости и более дешевые стабилизаторы, но было уже поздно...

Хотя, конечно, такой выбор имеет свое преимущество — меньший нагрев регулирующего элемента.

Для уменьшения фона потенциал накальных обмоток поднят примерно на 100 В относительно катодов триодов при помощи делителя R165, R166. Совокупность этих мер позволила получить очень низкий уровень фона — его практически не слышно при поднесении уха вплотную к акустическим системам на базе динамиков Fostex FE204 с SPL около 100 дБ.

Кстати, все приведенные величины нелинейных искажений включают в себя и фон переменного тока, т. к. использованный для измерений Distortion Meter АА5001 от Tektronix измеряет не THD, a THD+N. Так что реальный Кг еще ниже.

В принципе, можно было бы питать накалы входных ламп и непосредственно переменным током. Вряд ли это привело бы к сильному увеличению фона переменного тока, но автор этого делать не пробовал.

Для достижения низкого Кг, снижения выходного сопротивления и расширения полосы усилитель охвачен достаточно глубокой ООС с выхода усилителя в катод VL102.2 через цепочку R120, R121, С107. Так как каскадов усиления всего два, усилитель очень устойчив и хорошо переносит введение ООС. Конечно, если следовать канонам High-End религии, ООС применять нельзя, ибо это величайший грех, но автор, к счастью, в ту церковь не ходит!

Для оперативной настройки усилителя введены измерительные схемы. На элементах R122—R125, DA101.1 и R141—R144, DA101.4 собраны измерительные делители для измерения выходных напряжений на анодах выходных пентодов.

Три резистора по 330 кОм использованы из-за того, что максимально допустимое напряжение рядовых полуваттных резисторов слишком мало.

На элементах R133, R134, DA101.2 и R139, R140, DA101.3 собраны измерительные делители для измерения выходных напряжений фазоинвертора. DA101 использована в качестве повторителя для согласования сопротивления делителей с АЦП сервисных блоков.

В катоды выходных пентодов включены измерительные резисторы R151, R162 сопротивлением 1 Ом, используемые для измерения тока покоя. Для нормализации уровней, снимаемый с них, сигнал усиливается ОУ DA 102.1, DA 102.2, включенными по схеме неинвертирующего усилителя с Ку=50. Естественно, до прецизионного измерительного усилителя такой схеме далеко, но для практических целей ее вполне достаточно.

Блок питания

Схема основного блока питания приведена на рис. 2. Ничего особенно оригинального в ней нет. Источник анодного питания состоит из двух последовательно соединенных мостовых выпрямителей на диодах VD1—VD4 и VD5—VD8 с конденсаторами фильтра С13, С14 и С15, С16.

Диоды мостов зашунтированы керамическими конденсаторами С1—С8. Электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы полипропиленовыми конденсаторами С17 и С18 относительно большой емкости и керамическими конденсаторами С19 и С20 меньшей емкости.

Напряжения обмоток II и III одинаковые, 320 В без нагрузки. Резисторы R1—R3 служат для разрядки конденсаторов при выключении питания. Кроме того, R2, R3 образуют делитель напряжения, используемый для положительного смещения потенциала накалов выходных ламп относительно катодов.

Со средней точки выпрямителей снимается напряжение +400 В, используемое для питания входных каскадов. Это же напряжение подается на вход простейшего параметрического стабилизатора на элементах R4, R5, С22—С26, VD9—VD11, VT1, который питает экранные сетки выходных пентодов.

Выходное напряжение стабилизатора около 270 В (определяется стабилитронами VD9—VD11). Максимальный потребляемый одной экранной сеткой ток — порядка 30 мА. Так как выходные пентоды работают в противофазе, максимальный потребляемый от стабилизатора ток не превышает 60 мА.

Рис. 2. Схема основного блока питания для лампового УМЗЧ на ГУ-50.

На элементах VD13, С9—С12, С27—С34, R6, R7, VD12, VT2 собран источник напряжения смещения для выходных ламп. Напряжение обмотки IV на холостом ходу 95 В, выходное напряжение параметрического стабилизатора около 90 В.

Все диоды зашунтированы керамическими конденсаторами. Параллельно стабилитронам включены пары электролит-керамика. Все фильтровые электролитические конденсаторы зашунтированы относительно большими пленочными и небольшими керамическими конденсаторами.

Примечание. Это позволяет добиться практически полного отсутствия коммутационных помех от выпрямительных диодов и шумов от стабилитронов на выходе выпрямителей.

Схема дежурного источника питания изображена на рис. 3. Этот источник питает один из трех микроконтроллеров, отвечающий за включение-выключение усилителя от кнопки на лицевой панели и дистанционное управление на ИК.

От этого же источника, естественно, питается и обмотка силового реле, включающего усилитель по команде микроконтроллера, светодиод индикации дежурного режима и ИК-приемник.

Источник собран по классической схеме с понижающим трансформатором, мостовым выпрямителем и линейным стабилизатором на базе ИС LM317. Выходное напряжение — 5 В.

Рис. 3. Схема дежурного источника питания для лампового УНЧ.

Схема основного блока питания логики и вентиляторов приведена на рис. 4. Этот источник обеспечивает:

• двуполярное питание ±15 В для операционных усилителей;
• +5 В для питания остальных двух микроконтроллеров, индикации, привода регулятора громкости;
• регулируемое подстроечным резистором R605 напряжение до 12 В для питания двух вентиляторов, нагнетающих воздух во внутреннее пространство шасси.

Источник +5 В собран на трехвыводном фиксированном стабилизаторе LM7805KC (корпус ТО-3, рабочий ток до 1,5 А), остальные — на ИС LM317/LM337 по классическим схемам.

На этой же плате расположено силовое реле К601 с ключевым транзистором VT601. Так как ни дежурный источник питания, ни основной блок питания логики не используются для питания каких-либо звуковых цепей, никакого шунтирования диодных мостов и фильтровых конденсаторов не производилось.

Рис. 4. Схема основного блока питания логики и вентиляторов.

Контроллер, блок логики

Схема блока логики приведена на рис. 5. Все логические функции реализованы тремя микроконтроллерами фирмы Microchip.

Основная часть функций реализована на контроллере DD502. Этот контроллер питается от дежурного источника питания, так что он постоянно включен.

Данный контроллер реализует следующие функции:

• обработка нажатий выключателя питания VS301. Подавление дребезга контактов, включение-выключение основного питания при помощи силового реле К601 в нормальном режиме, переход в сервисный режим при включении дежурного питания при нажатой кнопке VS301, выбор некоторых меню и фиксация установок в сервисном режиме;
• прием, декодирование и исполнение команд ДУ. В состоянии «standby» единственная обрабатываемая команда — включение основного питания. При включенном основном питании отрабатываются команды выключения питания и управления электродвигателем регулятора громкости М801 (рис. 5).

Рис 5. Схема блока логики (начало) для управления ламповым УМЗЧ на ГУ-50.

 

 

В сервисном режиме команды ДУ игнорируются;

• формирование растра, развертка и регенерация матричного алфавитно-цифрового дисплея, собранного из элементов DA402— DA407. Знакогенератор находится в ПЗУ контроллера;
• управление реле К701—К702 (рис. 3.89) делителя выходного напряжения для выбора одного из четырех пределов измерения индикаторов выходной мощности. Выбор осуществляется в сервисном режиме и сохраняется в ЭППЗУ контроллера;
• управление светодиодом VD401 (индикация режима «Standby»);
• управление работой двух других микроконтроллеров через последовательный порт.

ИС DD501 предназначена для коммутации одного из последовательных портов DD503, DD504 на последовательный порт DD502.

Имеющийся в ИС PIC16F876 АЦП не используется. Все аналоговые измерения производятся контроллерами DD503, DD504. После этого часть данных используется ими для самостоятельной индикации параметров, а часть передается контроллеру DD502 по его запросу через последовательный порт для дальнейшей обработки и отображения.

Два микроконтроллера DD503 и DD504 исполняют идентичные функции, каждый для своего канала усилителя. Они содержат одинаковые программы и включены идентично.

Каждый из них использует по семь каналов АЦП для измерения следующих параметров; Ток катода выходных пентодов (2 канала) — Выходные напряжения плечей фазоинвертора (2 канала) — Переменные напряжения в анодах выходных пентодов (2 канала) — Выходное напряжение канала усилителя на обмотке 16 Ом (1 канал).

Значения первой пары параметров в сервисном режиме передаются контроллеру DD502 по его запросу через последовательный порт. Точнее, передается значение тока катода только одного выходного пентода.

DD502 преобразовывает это значение в отображаемый вид и выводит его на матричный индикатор соответствующего канала усилителя.

Примечание. Три верхних, они же первые три в цепочке из последовательно соединенных индикаторов, относятся клевому каналу усилителя.

Ток катода второго пентода в абсолютном виде не индицируется. DD503(4) использует его для индикации баланса при помощи десятиэлементной линейной светодиодной матрицы VD402(3).

Таким образом, на дисплее усилителя в режиме установки тока покоя выходных ламп одновременно отображается абсолютное значение тока покоя одной выходной лампы и баланс токов обеих ламп. VD402(3) выбрана с разноцветными светодиодами (К-К-Ж-Ж-3-3-Ж-Ж-К-К), что делает индикацию очень наглядной.

Светящийся элемент уходит в сторону большего значения параметра (этот же индикатор используется для балансировки фазоинвертора и сквозной балансировки усилителя), при идеальном балансе светятся два средних зеленых светодиода.

Рис. 6. Схема платы индикации для лампового усилителя.

Баланс выходных напряжений плеч фазоинвертора и переменных напряжений в анодах выходных пентодов индицируется теми же индикаторами баланса. Нормализация этих напряжений для подачи их на АЦП контроллеров производится делителями в собственно усилителе и двухполупериодными детекторами средневыпрямленного напряжения (Average) на ОУ DA501—DA504.

Рис. 7. Схема делителя выходного напряжения для пиковых индикаторов мощности.

Выходное напряжение усилителя, снимаемое с обмотки 16 Ом выходного трансформатора, через измерительные делители с переключаемым коэффициентом деления (элементы, начинающиеся с 701, рис. 8) подается на пиковые двухполупериодные детекторы, собранные на ОУ DA505, DA506 с соответствующими элементами обвязки.

Рис. 8. Схема управления моторизованным потенциометром регулятора громкости.

Характеристики пикового детектора соответствуют немецкому стандарту DIN 45406, являющемуся стандартом де-факто для пиковых индикаторов. ОУ DA505 использованы в качестве буферов для исключения влияния нагрузки на детекторы.

Измеренное значение пикового выходного напряжения логарифмируется контроллером (табличным методом) и отображается на светодиодных индикаторах VD404—VD415 и VD416—VD427, набранных из дискретных прямоугольных светодиодов (о них дальше) в виде столбика переменной длины.

Кроме этого, контроллер реализует довольно простой алгоритм «отрывающегося» светодиода, как бы выталкиваемого столбиком индикатора уровня и возвращающегося за ним с некоторой задержкой.

Все измеряемые напряжения поданы на аналоговые входы DD503, DD504 через ограничительные резисторы R561—R574, предназначенные для ограничения тока при открытии защитных диодов в ИС контроллеров.

Примечание. Описывать алгоритмы работы и их практическую реализацию автор не будет, все исходные тексты на языке ассемблера РІС с детальными комментариями приведены в приложении (доступны с сайта radiohobby.tk в разделе октябрьского номера за 2004 г.).

Практически все конечные автоматы реализованы в виде машин состояний с табличными переходами, все преобразования величин делаются табличным способом. Это позволило избавиться от возможных мерцаний и нестабильности индикации.

Регенерация матричного дисплея на индикаторах серии HDSP-2000 — задача, съедающая достаточно много процессорного времени; даже в таком максимально оптимизированном варианте на нее расходуется порядка 10% процессорного времени DD502.

Совет. Для того, чтобы исходные тексты выглядели правильно, необходимо установить величину табуляции в три пробела.

Все ПО разрабатывалось в среде MPLAB версии 6.0 фирмы Microchip, доступной бесплатно с их сайта. Программирование микроконтроллеров производилось программатором PicStart Plus, из-за чего, собственно, и была выбрана среда программирования.

Схема платы индикации приведена на рис. 6. Светодиод VD401 индицирует дежурный режим работы. Кнопка S401 используется только в сервисном режиме для выбора опций меню.

Она выведена на переднюю панель через отверстие в декоративном светофильтре вровень с его внешней поверхностью так, что ее можно нажимать только чем-то вроде шариковой ручки.

DA401 — интегрированный приемник ИК-сигналов ДУ Светодиоды VD428—VD451 предназначены для подсветки просветной шкалы индикатора выходной мощности. VD402 и VD403 — индикаторы баланса. VD404—VD427 — линейные индикаторы выходной мощности.

DA402—DA407 — матричные светодиодные индикаторы. Каждый индикатор содержит четыре знакоместа в виде матрицы 5x7 светодиодов.

Индикаторы очень древние, потому особого интеллекта в них нет. Выводы столбцов (5 штук на знакоместо) всех знакомест соединены параллельно и выведены наружу пятью выводами. К ним подключены аноды светодиодов.

Катоды строк подключены к выходам 28-разрядного сдвигового регистра, по одному на каждую строку каждого знакоместа. Выходы регистра — генераторы тока, обеспечивающие одинаковую яркость всех светодиодов матрицы. Выход регистра выведен на вывод индикатора для каскадирования нескольких индикаторов.

Как уже было сказано, индикаторы эти довольно старые, они не содержат схем внутренней регенерации, требуют достаточно мощных ключей для включения колонок. Кроме того, они потребляют довольно значительный ток и изрядно греются. Однако они имеют три несомненных достоинства, перевешивающих все недостатки:

• требуют всего восьми линий управления;
• покупаются по дешевке на eBay;
• очень красивы в работе.

Колонки (или столбцы) индикаторов коммутируются ключами на р-канальных ключевых полевых транзисторах DA408—DA410.

Схема делителя выходного напряжения для пиковых индикаторов мощности приведена на рис. 7. Два реле коммутируют отводы делителя напряжения, выбирая диапазон индикации. Сделано это для того, чтобы можно было настроить индикатор соответственно чувствительности конкретной акустики.

Реле управляются контроллером DD502, требуемое их состояние хранится в ЭППЗУ контроллера. Его можно изменять в сервисном режиме. ОУ DA701 — буфер для работы на длинный провод.

Схема управления моторизованным потенциометром регулятора громкости приведена на рис. 8. Никаких хитростей: два реле, управляемых от DD502. К801 переключает направление вращения мотора, К802 включает-выключает мотор.

Конструкция

Усилитель собран на сборном шасси из алюминиевого сплава. Основу шасси составляют два П-образных профиля шириной 3 дюйма с высотой «ног» в 1 дюйм по наружной стороне. Толщина стенок профиля — 1/8 дюйма.

Эти два профиля являются передней и задней панелями усилителя. Они соединены между собой четырьмя уголками со стороной 3/4 дюйма и толщиной стенок тех же 1/8 дюйма при помощи 16 винтов #8 (примерно М5 по-советски).

Боковые стенки из листового алюминия толщиной 1/8 дюйма изготовлены точно по размеру с выбранными по углам прямоугольниками по размеру «ног» передней и задней панели и прикручены к уголкам шестью винтами #6 (примерно М4).

Уголки закреплены на расстоянии 1/8 дюйма от торцов передней и задней панели, так что боковые стенки получаются заподлицо с ними. Получается очень жесткая, хорошо сохраняющая форму конструкция.

Затем с внутренней стороны передней и задней панели прикручивается полоса из алюминия толщиной 1/8 дюйма и шириной в 1,5 дюйма. Она образует переднюю и заднюю полку. На них крепятся верхняя и нижняя панели шасси. Боковые полки образованы уголками.

Нижняя панель сплошная, без отверстий, изготовлена из алюминия толщиной 1/16 дюйма. В углах нижней части шасси закреплены вставки, в которые вкручиваются резиновые ножки.

Верхняя панель шасси — несущая. Она изготовлена из алюминия толщиной 1/8 дюйма точно по размеру выемки в шасси, так что при установке она получается заподлицо с передней и задней панелью и торцами боковых стенок.

На верхней панели размещены основные крупногабаритные элементы схемы — основной силовой трансформатор, два выходных трансформатора, радиатор транзистора VT1.

Также на верхней панели закреплены все подстроечные резисторы, что дает возможность производить все регулировки на работающем усилителе без его разборки. Под выходные лампы в верхней панели вырезаны квадратные отверстия размером 2,5x2,5 дюйма. Под лампы фазоинвертора вырезаны отверстия диаметром 1,5 дюйма.

Поле для ламповых схем затем закрывается листами перфорированного алюминия толщиной 3/32 дюйма. Эти листы закреплены с внутренней стороны верхней панели. В них вырезаны отверстия для крепления ламповых панелей.

Ламповые панели закреплены по центрам соответствующих отверстий снизу перфорированных листов.

Примечание. Таким образом, вокруг ламп образованы воздушные промежутки из отверстий перфорации. Именно через эти промежутки и выходит нагнетаемый двумя вентиляторами внутрь шасси воздух (других отверстий нет, неплотности не в счет).

Такая организация воздухообмена позволяет достаточно эффективно охлаждать все теплорассеивающие элементы внутри шасси и использовать нагретый воздух для охлаждения ламп. Также это резко уменьшает нагрев самого шасси.

Верхняя панель прикручена к основному шасси винтами с цилиндрической головкой с внутренним шестигранником. Головки этих винтов служат направляющими для перфорированного кожуха, которым закрыто шасси.

Крепление кожуха производится при помощи четырех мебельных декоративных винтов, вкручиваемых в четыре стойки из алюминиевого прутка, установленных вблизи углов шасси.

Все установочные изделия (стойки, расшивочные панели и т. п.) и механические конструкции (уголки, перфорированные листы под ламповые схемы и т. п.) закреплены при помощи винтов с потайными головками через раззенкованные отверстия.

Все углубления затем были зашпаклеваны эпоксидной шпатлевкой с наполнителем из алюминиевой пудры. После этого все внешние поверхности были выровнены при помощи шлифовальной машинки с наждачной шкуркой (Finishing Sander), загрунтованы грунтовкой для алюминия и покрашены черной матовой эмалью.

Практически вся ламповая часть усилителя выполнена навесным монтажом на выводах элементов, опорных стойках и расшивочных гребенках. Для ГУ50 использована стандартная советская арматура с литыми стаканами, для пальчиковых ламп — бакелитовые панели с розетками опорных стоек (Turret Terminals), закрепленными на панелях при помощи латунных стоек через центральные отверстия панелей.

Остальная часть элементов размещена на десяти печатных платах, установленных внутри шасси усилителя.

На двух печатных платах, установленных вертикально между панелями выходных ламп, собраны измерительные схемы на элементах DA101—DA102, R122—R125, R133,R134, R139, R140—R144, R146—R149, R151, R162 (двухсотые номера для второго канала). Все элементы, за исключением R123—R125 и R142—R144, — в SMD-исполнении.

Все резисторы имеют допуск ±1%. На этих платах также установлено по три соединенных вместе опорных стойки для подключения резисторов R152 и R161 к источнику питания экранирующих сеток.

На печатной плате, установленной на относительно высоких стойках между каналами усилителя, со стороны передней панели собраны:

• два стабилизированных источника питания накалов ламп фазоинвертора;
• элементы R129, С110—С113, R138, R153—R160, С116, С117.

Под этой платой установлены все шесть подстроечных резисторов УНЧ, смонтированные на их выводах и двух четырехконтактных расшивочных гребенках элементы R130, R132, R135, R136. Под этой же платой располагается отверстие в шасси, через которое проходят выводы транзистора VT1.

Резистор R5 припаян непосредственно к выводу затвора VT1, второй его вывод зафиксирован на опорной стойке. R5 обязательно должен быть припаян одним выводом непосредственно к затвору VT1 для исключения паразитной генерации. То же, кстати, относится и к резисторам R145 и R150.

 На самой большой печатной плате, установленной посреди шасси в задней его части, собран высоковольтный блок питания. Рядом с ним установлена плата основного блока питания логики и вентиляторов. Подстроечный резистор R605 установлен со стороны печатных проводников, его ось выведена через отверстие на верхнюю панель шасси для оперативной регулировки оборотов вентиляторов. С противоположной от этой платы стороны установлены дроссели L101, L201 и входной фильтр сетевого питания.

Внутри задней панели установлены два 2Ув-дюймовых 12 В вентилятора, нагнетающих воздух внутрь шасси. Вентиляторы закреплены четырьмя болтами #4 (примерно М3) через три резиновых прокладки на каждый болт (с обеих сторон вентилятора и с наружной стороны задней панели) для исключения передачи вибрации лампам.

С правой стороны (если смотреть сзади) задней панели закреплены главный сетевой выключатель S1, стандартный компьютерный разъем для кабеля сетевого питания и держатель предохранителя F1. С левой стороны задней панели установлены входные разъемы типа RCA Х101 и Х201.

Разъемы установлены через фторопластовые шайбы, изолирующие их от корпуса усилителя. Посередине задней панели установлены золоченые винтовые клеммы (Binding Posts) для подключения нагрузки. Плата делителя выходного напряжения для индикаторов мощности закреплена непосредственно на выводах этих клемм внутри задней панели.

С левой стороны передней панели (если смотреть спереди) внутри нее установлена плата дежурного источника питания. Кнопка выключателя питания VS301 с встроенным светодиодом VD304 установлена со стороны печати. Для нее в панели сделано прямоугольное отверстие, через которое она выведена на лицевую панель.

С правой стороны передней панели установлена плата управления моторизованным потенциометром регулятора громкости. Выводы потенциометра впаяны в плату, сам потенциометр закреплен на передней панели. Больше никакого крепления у этой платы нет.

Посредине передней панели установлена плата индикации. Для индикаторов и приемника ИК-сигналов в панели вырезано прямоугольное отверстие соответствующих размеров. Изнутри панели по периметру отверстия выфрезерована канавка шириной 1/4 дюйма на половину толщины панели. В это отверстие вставлен светофильтр из дымчатого оргстекла толщиной 1/8 дюйма.

Наружные размеры светофильтра на 1/2 дюйма больше размера отверстия, по периметру выфрезерованы углубления шириной 1/4 дюйма и глубиной в половину толщины фильтра. Таким образом, выступающая поверхность получается вровень с лицевой панелью.

Светофильтр закреплен с внутренней стороны панели при помощи термоклея. Около левого нижнего угла видимой поверхности светофильтра просверлено отверстие для кнопки S401.

Плата логики (номера 5хх) установлена поверх платы индикации, образуя «бутерброд» из двух плат. Все соединения между этими платами выполнены в виде разъемных пар, штыревые части которых установлены на плате индикации, гнездовые — на плате логики.

Все соединения «бутерброда» с остальной схемой производятся при помощи плоских ленточных кабелей, подключаемых к штыревым разъемам (headers), установленным на плате логики (по типу широко используемых в компьютерах).

Такие же разъемы использованы как ответные части для подключения вторых концов кабелей в соответствующих местах схемы. Платы разведены таким образом, что все соединительные плоские кабели выполнены в виде классических соединений один-в-один, т. е. на концы плоского кабеля требуемой длины просто напрессованы соответствующие разъемы, у которых одноименные выводы получаются соединенными между собой.

Примечание. Все межсоединения, имеющие отношение к звуку— паяные. На печатных платах (если элементы не смонтированы навесным монтажом) для подключения проводов установлены посеребренные монтажные стойки (turret terminals), к которым припаяны соответствующие провода.

Выводы силового и выходных (вторичные обмотки) трансформаторов распаяны на три расшивочные гребенки на верхней внутренней части задней панели, с которых уже разведены проводами по нужным местам. Первичные обмотки выходных трансформаторов подключены своими выводами непосредственно к соответствующим точкам схемы.

Все «земляные» провода соединены с шасси в одной точке, на розетке лепестков под одним из винтов, крепящих сетевой фильтр. Все силовые цепи переменного тока выполнены свитыми вместе парами проводов.

Детали

Практически все резисторы в звуковых цепях — металлопленочные, фирмы Хісоп, с допуском ±1%. Резисторы R153—R160 — толстопленочные серии ТА205 фирмы Ohmite. R108, R117 — проволочные фирмы Ohmite.

Практически все остальные резисторы — толстопленочные SMD фирмы Panasonic, размером 1206. Все резисторы в аналоговых цепях ОУ имеют допуск ±1%, остальные ±5%. Резисторы в низковольтных стабилизаторах — с допуском ±1%.

Переходные конденсаторы С108, С109 — полипропиленовые, Solen Fast. С103, С104, С106 — фольгово-полипропиленовые, Dayton. С101, С102, С105 — К50-27, С110, С112— К50-24. С116, С117— фольговополипропиленовые, Orange Drop. С17, С18 — полипропиленовые, Solen Fast. С13—С16 — Nippon Chemi-Con KMH. Все конденсаторы, шунтирующие диодные мосты — керамические.

Все неэлектролитические конденсаторы большей емкости по выходам высоковольтных выпрямителей — пленочные, меньшей — керамические. Остальные конденсаторы — какие попало!

Диоды мостов основного выпрямителя — MUR860. Не оттого, что там надо именно 8 ампер, и не из-за каких-то особенных характеристик (хотя, конечно, очень желательно применять именно Ultra Fast), а оттого, что у автора их в наличии целый мешок!

Транзистор VT1 — MTM4N85 от Motorola. Выбор его диктовался корпусом и имеющимися в наличии радиаторами. MTM4N85 имеет корпус ТО-3, именно потому и был выбран.

На его месте прекрасно справится любой N-канальный MOSFET с прямым током не менее ампера и допустимым напряжением сток-исток не менее 500 В. VT2 — любой Р-канальный MOSFET с допустимым напряжением сток-исток 200 В.

Все стабилитроны — на напряжение 91В. Естественно, можно набрать требуемые напряжения и из цепочек других стабилитронов.

Реле К601 — силовое, RTE24005 от Siemens с двумя группами переключающих контактов, рассчитанных на 277 В, 8 А и обмоткой на 5 В. Транзистор VT601 — Дарлингтон, что следует иметь в виду при замене на другой.

Реле К701 — RA4-5W-K от Takamisawa с четырьмя группами переключающих контактов (за что и было выбрано) и обмоткой на 5 В. Остальные реле — FBR12HD03 от Fujitsu с двумя группами переключающих контактов.

Обмотка этих реле рассчитана на напряжение 3 В, поэтому последовательно с обмотками включены резисторы на 100 Ом.

Примечание. Они выбраны по двум причинам— за сверхминиатюрность и потому, что автору посчастливилось купить на eBay тысячу таких реле за !

Моторизованный потенциометр — фирмы Хісоп, единственный из доступных. Куплен у Mouser. Отношение к нему было скептическое, но оказалось, что он на удивление хорош — очень плавный ход, отсутствие каких-либо шумов. Если не знать, что там не «голубой ALPS», то по внешним проявлениям не отличить. И всего за . Номер по каталогу Mouser—316-1020-50К.

Кнопка VS301 с встроенным светодиодом VD301 — тоже от Mouser, номер по каталогу МЕ107-6610.

Трансформатор Т301 — стандартный, F16-400 от Magnetek. Две вторичные обмотки рассчитаны на 8 В 400 мА каждая, соединены в параллель.

Приемник ИК-сигналов взят готовый, GP1U70R от Sharp. Особой причины для выбора именно его (за исключением случайной покупки до начала работы над усилителем десятка таких приемников с eBay) нет, можно использовать любой стандартный.

Светодиодные матрицы VD402, VD403 — MV5B14 от Fairchild. Выбраны из-за того, что в них разноцветные (К-К-Ж-Ж-З-З-Ж-Ж-К-К) светодиоды. VD428—VD451 — миниатюрные SMD (1206).

Служат они для единственной цели — подсветки просветной шкалы пикового индикатора. Размещены в коробке из белой жести с тремя отделениями (зеленые в левом, желтые в среднем и красные в правом), которая сверху закрыта матированным оргстеклом с наклеенной на него изготовленной фотоспособом просветной шкалой с цифрами и делениями.

Светодиодные линейки пикового индикатора, размещенные сверху и снизу коробки с просветной шкалой (хорошо видны на снимке), изготовлены из отдельных светодиодов.

Светодиоды от Fairchild, они интересны тем, что представляют собой прямоугольный светодиод, заключенный в непрозрачный пластмассовый кожух с тонкими стенками.

Такая конструкция позволяет очень легко соорудить из них ровную, очень хорошо выглядящую линейку с произвольным числом и цветом элементов в домашних условиях.

Отдельные светодиоды просто склеиваются торцами стандартным циакриновым клеем в приспособлении из алюминиевого уголка и куска тефлоновой пленки. Шаг выводов у такой линейки, правда, получается нестандартным ни в метрической системе, ни в империальной, но это расплата за простоту и дешевизну.

Такие светодиоды продает, например, Mouser (номера по каталогу для красных, зеленых и желтых — 512-MV57124A, 512-MV54124A и 512-MV53124A, соответственно).

Автору посчастливилось купить несколько сотен таких светодиодов разных цветов (в том числе и оранжевого, отсутствующего среди МV5х124А) на eBay.

Дроссели L101 (L201) — стандартные, 156G от Hammond, с индуктивностью 15 Гн и максимальным током подмагничивания 40 мА. L401 — стандартный SMD-дроссель.

Выходные трансформаторы Т101 (Т201) — заказные. Они рассчитаны на мощность 100 Вт, межанодное сопротивление первичной обмотки 6,6 кОм.

Примечание. Привести намоточные данные не представляется возможным, это know-how изготовителей.

Трансформаторы намотаны вручную, каждый весит чуть более 10 кг. Мотали их пять месяцев, но результат оказался выше всяких ожиданий.

Силовой трансформатор Т1 — самодельный. Для его изготовления был использован тороидальный трансформатор мощностью 380 Вт, купленный на eBay, с которого была удалена вторичная обмотка и намотаны новые.

Обмотки II и III на холостом ходу выдают по 320 В RMS каждая. Обмотка II намотана проводом 26 AWG, обмотка III — 24 AWG. Обмотка IV выдает 95 В, намотана проводом 28 AWG.

Обмотка V, на 12,6 В, намотана монтажным проводом 12 AWG, обмотки VI и VII, на 6,3 В каждая — в два монтажных провода 16 AWG одновременно.

Трансформатор Т601 — тоже самодельный, на базе какого-то тороидального трансформатора мощностью 50 Вт. Обмотка питания ОУ (White-Red-White) выдает 36 В, 200 мА с отводом от середины; питания логики (Ваге Wires) — 8 В 2,5 А; питания вентиляторов (Green-Green) — 15 В 800 мА.

Большинство элементов, не входящих в схему собственно усилителя, — SMD. DA507 — стандартный полноразмерный кварцевый генератор на 20 МГц. Кварцевые резонаторы Z501, Z502 — SMD-исполнения, вместе с соответствующими конденсаторами размещены внутри панелек DD502 и DD503. ИС DD501 использована в DIP-корпусе, так было удобнее разводить печатную плату.

Полными советскими аналогами ламп ECL84 являются лампы 6Ф4П.

Настройка

Для настройки правильно собранного из исправных деталей усилителя никаких приборов не требуется, вполне достаточно встроенного измерительного центра.

Естественно, следует соблюдать стандартные ритуалы — проверить все напряжения без ламп, посмотреть, не идет ли дым и т. п. Но описывать всего этого автор не будет, т. к. тем, кому такое описание нужно, наверное, еще рано собирать конструкцию с 800-вольтным питанием...

Перед включением необходимо перевести движки подстроечных резисторов R131, R137 (и, соответственно, R231, R237) в максимально удаленное от общего провода положение.

Затем, держа нажатой кнопку VS301 на лицевой панели, включить питание усилителя. Таким образом, схема логики будет включена в сервисный режим.

Первое меню — установка токов покоя выходных ламп. Верхняя строка показывает ток покоя правой лампы левого канала, нижняя — правого. Светодиодные полоски слева от матричных индикаторов показывают баланс токов ламп соответствующего канала.

Светящийся штрих на них уходит в сторону лампы с большим током. Не подавая входного сигнала (достаточно даже просто выкрутить регулятор громкости до упора), надо дать усилителю прогреться в течение хотя бы получаса.

После этого вращением подстроенного резистора, подключенного к сетке правой лампы, выставляют ток покоя лампы около 50 мА, одновременно стараясь добиться баланса вращением подстроечного резистора, подключенного к сетке левой лампы.

Признаком точного баланса является свечение двух средних зеленых штрихов на индикаторе баланса, свидетельствующее о разбалансе меньше 0,3%.

Следует иметь в виду, что система достаточно инерционна, и все значения устанавливаются несколько секунд. Не стоит стремиться к идеальному балансу, один зеленый штрих вместо двух индицирует разбаланс меньше 0,5%, что вполне нормально.

Данную операцию повторяют для второго канала усилителя, используя вторую пару подстроечных резисторов и индикаторов.

Примечание. Следует иметь в виду, что настройки первого канала при этом могут немного уйти из-за просадки анодного напряжения, так что процедуру можно повторить несколько раз.

Кроме того, следует иметь в виду, что новые лампы в первые несколько часов работы могут несколько поменять свои характеристики, так что всю процедуру, возможно, придется повторить после того, как лампы приработаются, через 20—30 часов работы.

Аноды выходных пентодов при токе 50 мА нагреваются до темнокрасного цвета (пятном напротив катодов), однако родитель этих ламп (Telefunken, LS50) утверждает, что это типовой режим и бояться этого не стоит.

Если темно-красный цвет анодов влияет на душевный покой, можно снизить ток покоя до 40—45 мА. Однако при этом несколько упадет номинальная мощность. У автора в таком режиме лампы уже отработали больше ста часов, пока все в порядке, и режимы держатся, как вкопанные.

Лампы фазоинвертора тоже производят световые эффекты — в авторском экземпляре усилителя стекло ламп ECL84 Philips Miniwatt светится довольно интенсивным фиолетовым светом напротив щелей в анодах пентодов.

Однако и в данном случае все в порядке, лампы используются в паспортном режиме при токе покоя пентода 18 мА. Кстати, интенсивное голубое свечение электронного газа, меняющееся в такт музыке, также хорошо заметно внутри пентодов ГУ50.

Далее на усилитель, нагруженный акустическими системами или эквивалентом нагрузки, подают звуковой сигнал.

!!! Внимание. Без нагрузки не включать!

Это даже не обязательно должен быть сигнал со звукового генератора, реальный музыкальный сигнал вполне сойдет.

Нажатием кнопки S401 переводят измерительную часть в режим индикации баланса фазоинвертора. Подстроенным резистором R126 добиваются двух зеленых штрихов на индикаторе баланса, означающих разбаланс менее 0,1%.

Кстати, у правильно собранных каскадов фазоинвертора на катодах пентодов в покое должна быть примерно половина напряжения на их анодах.

После этого можно проверить сквозной баланс усилителя, нажав кнопку S401 еще раз. Измерительная часть при этом индицирует баланс переменных напряжений в анодах выходных пентодов, т. е. в первичных полуобмотках выходного трансформатора.

Примечание. Как показывает практика, данный шаг совершенно необязателен, ведь пентоды ГУ50 из одной партии практически одинаковы (автор перепробовал 16 штук в произвольных сочетаниях), но на всякий случай такой режим введен в измерительную схему.

На этом настройку можно считать законченной. Два оставшихся пункта меню сервисного режима предназначены для настройки красивости.

Первый — установка уровня 0 dB пикового индикатора мощности. Нажатие кнопки VS301 позволяет выбрать одно из значений 10, 20, 30, 50 Вт. При ее нажатии текущее значение начинает мигать, каждое нажатие S401 выбирает новое значение по кругу.

Следующее нажатие VS301 записывает выбранное значение в память и, соответственно, переключает выходной делитель. Последний пункт меню позволяет выбрать, что будет отображаться на дисплее в рабочем режиме.

Вариантов три — только пиковый индикатор мощности, он же вместе с индикатором баланса фазоинвертора или сквозного баланса. Рекомендуется первый режим.

Выход из сервисного меню не предусмотрен. Для перевода измерительной схемы в нормальный режим следует выключить усилитель из сети и включить его, не нажимая никаких кнопок.

При этом усилитель включится в дежурный режим, индикатором которого служит светодиод VD401. Кнопка VS301 в этом режиме исполняет роль кнопки включения/ выключения основного питания усилителя. Также в этом режиме работает дистанционное ИК-управление, отключенное в сервисном режиме.

Что касается дистанционного управления — для него выбраны коды усилителей Linn Waconda. С самого дешевого универсального пульта ДУ марки Emerson (.99) при помощи запоминающего осциллографа были сняты последовательности ИК-команд для включения/выключения питания и регулирования громкости.

 Эти последовательности декодируются конечным автоматом в программе DD502. Для реального использования этим же последовательностям «обучен» единый домашний обучаемый универсальный пульт ДУ, после чего тот Emerson спрятан на самую далекую полку. Конкретная марка пульта и код усилителя указаны в исходных текстах программ контроллера DD502.

Зарубежные аналоги отечественных радиоламп звукового применения:

Отечественная лампа	Иностранные аналоги
2СЗ	2АЗ
5ЦЗС	5U4G, 5AS4,5Z10, U52, -5AQ4
5Ц4М	5Z4, 5Y3GT, U50, -GZ30
5Ц4С	5Z4G, 5W4G (Ін=1,5 А)
6ЕЗП	ЕМ84
6Ж1П	EF95,6АК5,6F32
6Ж2П	6AS6,6F33
6ЖЗ	6SH7
6ЖЗП	EF96,6AG5,6ВС5
6Ж4	6АС7,6AJ7,6F10
6Ж4П	EF94,6AU6
6Ж5П	6АН6,6F36
6Ж6С	Z-62D
6Ж7	6J7, Z63, -6W7 (Ін=0,1 А)
6Ж8	6SJ7
6Ж9П	E180F, EF861, E186F
6Ж11П	E280F
6Ж32П	EF86, EF866, Z729,6ВК8,6CF8
6Ж40П	EF98,6ЕТ6
6Н1П	ЕСС87
6Н2П	6СС41, ЕСС41
6НЗП	2С51,6СС42
6Н5С	ЕСС230,6AS7-G
6Н7С	6N7GT
6Н8С	В65, ЕСС32,6СС10,6SN7GT
6Н9С	6SL7,6SU7, ~ЕСС35(ІН=0,4 А)
6Н10С	6SC7
6Н13С	ЕСС230,6AS7-G
6Н14П	ЕСС84,6CW7
6Н15П	ЕСС31, ЕСС91,6J6
Отечественная лампа	Иностранные аналоги
6Н23П	Е88СС, -ЕСС88,6DJ8 (Ін=0,365 А)
6Н24П	ЕСС89,6FC7
6Н27П	ЕСС86,6GM8
6ПЗС	6L6G 6CN5
6П6С	6V6GT, 6AY5
6П7С	6BG6G
6П9	6AG7,6АК7,6L10
6П14П	EL84, N709,6BQ5,6L40
6П18П	EL82, N329,6DY5
6П20С	6СВ5А
6П27С	EL34
6П31С	EL36, 6СМ5
6ПЗЗП	-EL86,6CW5 (Ін=0,8б А)
6П36С	EL500,6GB5
6С1П	9002
6С2П	ЕС98,6С31,6J4
6С2С	L63,6J5GT
6С4С	6B4G, AD1
6С5С	6C5GT
6С6	6B4G
6С20С	6ВК4
6С51Н	7586
6С52Н	7595
6Ф1П	ECF80,6BL8, -ECF82,6АХ8,6U8
6ФЗП	ECL82,6ВМ8
6Ф4П	ECL84,6DQ8,6DX8
6Ф5фП	ECL85,6GV8
6Ф5С	Н63,6F5GT
6Ф6С	N63,6F6GT

Литература: Сухов Н. Е. - Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками. Журнал Радиохобби.

Сумма довольно кругленькая выходит на все детали... Я бы собрал! И если бы печатки выложили с фото и видео такого аппарата :)

Попробуем вам помочь. Вот фото усилителя в готовом виде, опубликовано в журнале Радиохобби №5 за 2004 год:

Печатные платы, можно попросить у автора статьи - Сухова Николая, вот его сайт: radiohobby.QRZ.ru

В низу сайта есть контактная информация, думаю без проблем можно связаться и спросить у автора.

Там же на сайте есть отрывок из статьи по усилителю из журнала Радиохобби, а также архив с прошивками для микроконтроллеров. Используйте поиск по странице, укажите "Гу50".

собираю подобный РР , собралплатку подавления ВЧ помех , чего раньше никогда не делал !!! И вот думаю , а нужна ли она ??: Габаритная однако получилась , хоть сопры поставил 2-х ваттные , а то бы и в корпус не вошла ..... Поправьте мне мозги , если надо ... Всем -СПАСИБО !

Очень крутой усел..планка задрана на недосигаемую высоту...все давно прошли эту тему..я только подошел..хочу тоже собрать но по скромному варианту..Сергею КУБУШИНУ огромный привет заочно.

Собрал данный усилитель по упрощенной схеме, без блока логики. Анодное напряжение 650В, в предварительном каскаде использовал лампы 6Ф4П, накалы ламп предварительного каскада запитаны переменным напряжением. Вы знаете, меня эта схема удивила. Усилитель легко настраивается, не смотря на кажущуюся сложность, имеет прекрасные характеристики. Рекомендую для сборки. Сергею Кубушину огромное спасибо за схемное решение.