Лампово-транзисторный УНЧ для наушников и колонок (6Н23П)

Всем ценителям лампового звука выношу на суд свою конструкцию лампово полупроводникового усилителя. Источником для творчества послужили залежи германиевых транзисторов, пролежавших в коробке и успешно позабытыми хороший десяток лет.

Наверное немногим известен тот факт,что именно германий дает звучание максимально приближенное к ламповому. Вся советская техника до появления кремниевых полупроводников строилась либо на лампах либо на германиевых транзисторах. При всех своих минусах германий имеет очевидные плюсы перед кремнием.

Лампово-транзисторный УНЧ для наушников и колонок

Германий или кремний ?

Прилагаю в доказательство таблицу физических свойств германия и кремния.

Ge, Si таблица

Из таблицы видно, что подвижность электронов и дырок, продолжительность жизни электронов, а также длина свободного пробега электронов и дырок значительно выше у германия, а ширина запрещенной зоны ниже, чем у кремния. Известно также, что падение напряжения на переходе р-n составляет 0,1 - 0,3 В, а на n-р - 0,6 - 0,7 В, из чего можно  сделать вывод, что германий является гораздо лучшим проводником, чем кремний, а следовательно и каскад усиления на транзисторе p-n-p имеет значительно меньшие потери звуковой энергий, чем аналогичный на n-p-n. Возникает вопрос: почему же выпуск германиевых полупроводников был прекращен?

Прежде всего потому что по некоторым критериям Si намного предпочтительнее, поскольку може тработать при температуре до 150 градусов Цельсия, а Ge - 85. Да и частотные     свойства у него гораздо лучше. Вторая причина - чисто экономическая. Запасы кремния на планете практически безграничны, в то время как германий - довольно редкий элемент, технология получения и очистки которого значительно дороже.

Принципиальняа схема усилителя

Изначально мною был построен усилитель НЧ на мощных транзисторах П210в, качеством и звучанием которого я остался очень доволен. Через некоторое время я решил соединить лампы и транзисторы. Идея не нова и изрядно потертая. Много конструкций было найдено на просторах интернета, но из всего множества схем была найдена только одна схема лампы плюс германий, да и то как мне показалось неоправданно-мудреная.

Я решил подойти иначе к постройке задуманного усилителя взяв за основу классическую двухтактную схему, на основе которой строились все усилители со времен появления транзисторов и схему ремейк, лампа плюс полевой транзистор. Как видно из схемы ламповая часть с транзистором осталась без изменений.

Лампово транзисторный УНЧ схема

Эта схема предлагается многим радиолюбителями как ламповый усилитель для наушников. В последствии оказалось очень удобно иметь ламповый усилитель НЧ для наушников и на акустику - построенный на транзисторах. Схема в особом описании не нуждается, при правильной сборке все начинает работать сразу.

Для удобства мною была поставлена кнопка на две пары контактов для отключения транзисторной части от ламповой, что в свою очередь избавило от необходимости отключать колонки от усилителя при использовании наушников. Но при желании можно одновременно слушать и ухи и колонки - кому как нравится.

Наладка и подбор транзисторов

Несколько слов о настройке транзисторной части. Необходимо установить половину напряжения питания относительно выхода. Устанавливается подстроечным резистором,который желательно применить многооборотистый. Возможно придется подобрать резисторы в базах выходных транзисторов в пределах 150-300 ом. Эта величина зависит от буквы в серии транзистора. Вот пожалуй и вся настройка.

При данном комплекте транзисторов и источнике питания 22В, на выходе имеем около трех ватт. Конечно мощность небольшая, но этого достаточно чтобы с комфортом насладиться звучанием германиевой схемы вкупе с лампой. Можно было конечно использовать транзисторы П217 что дало бы 10 ватт мощности или же ГТ705 или ГТ806, соответственно заменив остальные транзисторы на противоположную проводимость. В таком случае пришлось бы делать два независимых источника питания.

Так как транзисторы эти прямой проводимости то в данном включении с лампой схема работать отказывается. Немного поразмыслив пришлось пожертвовать выходной мощностью но зато избавил себя от перспективы разбирать трансформатор и мотать еще одну обмотку, по причине отсутствия подходящих трансформаторов с двумя вторичными обмотками.

Если все же кому то захочется что то по мощнее то вполне допустимо поставить две пары выходных транзисторов ГТ404. Желательно чтоб все транзисторы в схеме имели один буквенный индекс, что в свою очередь существенно упростит установку тока покоя да и вообще избавит от нежелательного перегрева выходных транзиторов.Для справки - транзистор ГТ404 имеет максимальную рассеиваемую мощность на коллекторе 0.6 Вт но хорошо отдает около 1.2 Вт при 22В.

Хотелось бы отметить еще один момент, кто то возможно захочет умощнить схему применив в выходе кремниевые транзисторы, например КТ805 или другие. Сразу оговорюсь, да, применить можно но тогда теряется вся окраска звука германиевой схемы и кроме того у вас появятся искажения типа ступенька. Кремневые транзисторы в такой схеме грешат этим недостатком, и убрать эту ступеньку не усложнив схему невозможно. Потребуется делать цепочку смещения на базы выходных транзисторов и усложнять обратную связь.

Германий же имеет преимущество в виду отсутствия искажений типа ступенька в данной схеме включения. Усилитель работает в классе АБ. Ну вот вроде самое основное по схеме сказано.

Блок питания усилителя

Теперь перейдем к блоку питания нашего гибридного лампово-транзисторного усилителя для наушников и колонок. В качестве трансформатора можно использовать любой мощность 15-20ватт. Мною был применен ТС-20, извлеченный откуда-то на работе, не помню откуда. Все обмотки в нем уже имелись и по толку подходили что существенно упростило изготовления блока питания для УНЧ.

Для тех кто пожелает не использовать часть усилителя для наушников исключив транзистор irf630, необходимость в транзисторном стабилизаторе отпадает, поскольку сама схема оконечного усилителя не критична к хорошо отфильтрованному и стабилизированному источнику питания и работает от простейшего выпрямителя с одной емкостью в 4700 мкФ. Фон переменного тока полностью отсутствует.

Сама же схема стабилизатора необходима для варианта с полевиком, поскольку схема линейная работающая в классе А и потребляет около 2 ампер , то ей необходима хорошая фильтрация дабы устранить фон переменного напряжения. Накал лампы тоже нужно питать постоянкой с делителем на резисторах, что изображен на схеме.

Применив все выше указанное вы избавите себя от проблемы фона переменного тока в наушниках. Есть схемы источника питания на LM317 или же на регулируемых кренках наподобие КР142ЕН8. Плюс ко всему в таких схемах используются цепочки R-C фильтров. Резисторы очень сильно греются. И еще мною было обнаружено что при использовании выпрямителя на указанных выше микросхемах, при отсутствии сигнала в наушниках наблюдается довольно сильное шипение.

Это шипение так для меня и осталось загадкой. По этому и была взята сама обычная схема на двух транзисторах. Марку стабилитронов не указал по причине того что придется подобрать три или два штуки таким образом чтоб на выходе получилось 22-27 вольт. Больше указанной величины подымать не стоит, а то спалите германиевые транзисторы (ГТшки).

Проблему щелчков в наушниках при включении решил просто запараллелив стабилитроны емкостью в 2200 микрофарад. секрет в том что при включении напряжение на выходе блока питания появляется постепенно, в течении 20 секунд возрастает до нормального рабочего. И второй плюс - конденсатор включенный таким образом очень хорошо сглаживает пульсации на выходе блока питания(БП).

Корпус для лампового усилителя

Теперь несколько слов о корпусе. Не мудря и не изобретая нового велосипеда взял обыкновенный корпус от компьютерного CD-ROMа, последний и был выдран мною со списанного хлама на той же работе. Как видно из фотографий  трансформатор находится под круглой частью корпуса (консервная банка от горошка), что само по себе является хорошим экраном.

Гибридный УНЧ для наушников и колонок

На радиаторы закреплены выходные транзисторы через слюдяные прокладки, намазанные термопастой. Транзисторы крепятся посредством двух алюминиевых квадратных планок с дыркой по середине, куда и воткнуты с натяжением. В качестве украшательства были применены прослойки из оргстекла, выточенные вручную и подсвечены светодиодами.

Гибридный лампово-полупроводниковый УНЧ для наушников и колонок

В гнезда радиоламп были воткнуты трехцветные светодиоды, плавно меняющие цвет. В конечном итоге получилась вот такя конструкция что очень симпатично светится и радует хорошим теплым звуком. Мною было собрано множество конструкций на германии и можно сказать с уверенностью что несмотря на свои недостатки в виде очень низкой рабочей частоты менее 1 МГц и максимальной полосой пропускания не выше 18КГц в унч, что ни один кремнивый, будь то транзисторный или микросхемный, с супер параметрами, усилитель не звучит так как германивый усилитель.

При наличии необходимых компонентов все в ваших руках, данная конструкция предложена как мотивация к творческой деятельности и для тех кто хочет собрать нечто подобное.

Автор: Сэм.

2 1478 Ламповые УНЧ
унч умзч усилитель ламповый умзч
Комментарии (22):
#1 вадим Февраль 25 2015
0

очень хотелось бы по подробней.С печатной платой.

#2 сэм Март 19 2015
0

а печатки нет. все сделано полунавесом с применением текстолитовых пятачков с фольгой.да и ненужна она. схема довольна проста чтоб морочиться печаткой

#3 вадим Март 23 2015
+1

я не понял по питанию точки а-в, к лампе понятно.

#4 root Март 24 2015
0

На схеме точки "а" и "в" соединяют выпрямитель с нитью накала лампы, а также подключаются к мосту что соединен с основным выпрямителем 22В.

#5 вадим Март 25 2015
0

вывода 1-6,2-7,3-8 соединяются вместе у каждой из ламп или как?ламп две,а она одна может работать в стерео режиме.

#6 root Март 26 2015
0

У автора на фото собранного усилителя установлено две радиолампы 6Н23П - по одной на канал, поэтому получается что выводы 1-6,2-7,3-8 в каждой лампе соединяются попарно.

#7 вадим Март 26 2015
+1

сказать по правде на счет точек а-в,я ничего не понял.С выпрямителя подаем 6,3в на делитель на резисторах,а так же на накал лампы,ведь написано что запитать надо через делитель.Ничего не пойму.

#8 сэм Март 30 2015
0

да вроде понятно все. скажем проще.соединяем вместе все точки а и вместе все точки б. делитель нужен для устранения переменки в ушах. все вроде бы просто ..

#9 сэм Март 30 2015
+1

ответ для Вадима. да одна лампа может работать в стереорежиме. нл именно в таком включении лучше согласуется с транзисторами оконечного усилителя. вывода 1-6,2-7,3-8 соединяются вместе

#10 вадим Март 30 2015
0

Для Сэма!Как Вы поняли я не силен в" математике",очень благодарен за пояснение.

#11 вадим Март 31 2015
0

хочу немного еще уточнить,тр-ры 402-404 разной проводимости,и правильно ли они обозначены на схеме.четыре 404 и один 402.

#12 вадим Апрель 07 2015
0

Сэму!Я не оспариваю и ничего плохого не имею.Хочу просто разобраться.Спасибо.

#13 root Апрель 08 2015
0

У транзистора ГТ402 были перепутаны местами коллектор и эмиттер - исправили на схеме. Для примера вот похожая, достаточно старая схема усилителя на германиевых транзисторах и с однополярным питанием:

Схема усилителя на германиевых транзисторах

#14 вадим Апрель 09 2015
0

А можно несколько подробней.Какие т-ры,какое питание в стерео ,от одного блока или нужно два однотипных,и т.п.С уважением Вадим.И можно понизить питание до того которое на схеме.

#15 Вадим Май 02 2015
0

не желаете отвечать на глупые вопросы?

#16 Вадим Май 02 2015
+1

никак не получается запихать в cd-rom.может как скинете фото внутренностей.

#17 root Май 07 2015
0

Написали автору публикации, пока что ответа не было. Попробуем помочь вам с вашими вопросами.
Питать 2 канала можно от одного трансформатора с тремя вторичными обмотками: 6,3В - для нитей накала ламп, 2 обмотки по 30В для стабилизаторов чтобы питать каждый канал УНЧ.
Учитывая высоту отсека 5,25' под CD-ROM поместить туда трансформатор внутрь будет очень сложно, это возможно если найдете тороидальное железо небольшой высоты и намотаете все обмотки, включая первичную 220В, самостоятельно чтобы получился трансформатор достаточной мощности. На фото у автора трансформатор спрятан под металлическим колпаком (который также служит экраном) и расположен сверху корпуса.
Все остальные компоненты без труда уместятся внутри отсека из неисправного CD-ROM дисковода. Металлический корпус можно взять также из другого устройства или же собрать самому из листового металла.
Включайте смекалку и фантазию, вложите в конструкцию свои идеи и оригинальность. Не бойтесь экспериментировать!

#18 Вадим Май 10 2015
0

Вот как раз с трансом и проблема,нет железа подходящего.А какое есть,на него не влезут все обмотки.Да и диаметр провода не знаю.А возможно сделать повышающий преобразователь с 12в,ну например как для питания ноутбука в авто.Спасибо.

#19 root Май 10 2015
0

Можно попробовать собрать импульсный преобразователь из 12В в 22-30В, вот схема для примера: Мощный малогабаритный преобразователь напряжения (12В в 30-50В).
В данном преобразователе нужно будет намотать еще одну обмотку - на 6,3В для накала ламп. Также для каждого канала усилителя можно намотать отдельную обмотку снабдив их выпрямителем и фильтром.

#20 сэм Июнь 23 2015
0

Ответ для Вадима: да на схеме обозначено все правильно.4 штуки гт404 и один гт402, совсем необязательно городить два выпрямителя на каждый канал, я же приложил схему БП. Оба канала от одного питания 22в.диаметр провода вторички для 22 вольт у меня намотана провод 0,8мм - вполне достаточно.

Для накала ламп вполне хватило того же провода, но больше не было, поэтому запихал 1,2мм трансформатор типа ОСМ-20. На 20ВТ. Железо у такого типа трансформатора состоит из четырех подковообразных сердечников...можно любой взять который влезет под банку из под зеленого горошка весом 350-400г :)

Ставить импульсный бп не советую - замучаешся фон устранять, уже пройденый этап. Насчет фото внутренностей - чень не хотелось бы снова отпаивать нижнюю крышку. Припаяна только потому, что просто тупо не к чему прикрутить. И еще добавлю, на всю вторичку хватит провода 0.65мм.. но онного у меня нема, мотал что было.

#21 сэм Июнь 23 2015
+1

Для root не отвечал потому,что прежний е-майл накрылся  или взломали или не понятно.. Вобщем зайти не могу больше. Если есть у кого какие вопросы - пишите на новую почту dimka.kyznecov[собачка]rambler.ru

#22 вадим Июль 22 2015
0

собирал,использовал только ламповую часть как к ущам,так и как пред к центру от компа звук значительно приятнее..а с бука-вообще преображался....плата не нужна-навесной монтаж от вывода к выводу дает самые короткие пути сигнала...нить накала запитал через простейший стабилизатор.Запитывал от 2х АКБ от бесперебойников на 20Ампер часов.

кэшбек