- ЛАМПОВЫЙ ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ГИТАРЫ
- Принципиальная схема преампа
- Лаборатория звуковой техники
- Самый простой ламповый предусилитель за один вечер
- Сделай сам
- Питание ламповых преампов
- Питание накала
- Питание анода
- Попытка миниатюризации
- Специализированные высоковольтные dc-dc преобразователи
- Примеры звука
- Частотная коррекция
ЛАМПОВЫЙ ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ГИТАРЫ
Каждый гитарист стремиться найти свой неповторимый стиль, сделать звучание инструмента уникальным и неповторимым. Помогают ему в этом различные гитарные примочки – специальные устройства, особым образом преобразующие сигнал с датчика электрогитары. С их помощью можно как угодно менять звук, делая его мягким и нежным либо же, наоборот, грязным и рваным.
В этой статье рассмотрим создание примочки, известной как «Томато Преамп». Преамп (слово можно перевести как «предусилитель»), в отличие от обычных педалей эффектов, слегка усиливает входной сигнал и формирует его правильную АЧХ. Схема её проста, как валенок, содержит всего одну лампу, горстку резисторов с конденсаторами и пару переменных резисторов.
Принципиальная схема преампа
Конденсаторы С2, С3, С4, С6 рассчитаны на напряжение, не ниже анодного, лучше всего взять с запасом, вольт на 400. Переменный резистор Р1 регулирует уровень перегруза, а Р2 – громкость. Ёмкость конденсатора С2 определяет уровень низких частот, чем больше ёмкость – тем больше «низов». Поэтому, с этим конденсатором можно поэкспериментировать, ставя разные номиналы.
Выбор лампы – основной фактор, влияющий на звук примочки. В схеме используется импортный двойной триод 12АХ7, достать который далеко не всегда представляется возможным. Однако, можно использовать и советские лампы, например, 6Н1П, 6Н2П, 6Н4П, 6Н5П, 6Н6П, 6Н23П, которые, порой, продаются за копейки. Каждая лампа даёт свой уникальный звук, поэтому стоит попробовать поочерёдно ставить разные. Не понравился звук с одной – понравится с другой.
Несколько слов о питании. Питание накала – 6,3 вольта, ток зависит от лампы. Предпочтительнее для накала использовать постоянное напряжение, во избежание появления постороннего фона. Питание анодов ламп, по схеме, 120 вольт, однако, с ним можно поэкспериментировать, ведь от этого напряжение в немалой степени зависит звук. Для лампы 6Н1П, например, его смело можно увеличивать до 250, а вот для 6Н23П, наоборот, оно не должно превышать 100 вольт.
В качестве источника высокого напряжения можно взять анодный трансформатор, либо же два небольших низковольтных трансформатора и организовать «перевёртыш», когда один трансформатор работает в качестве понижающего, а второй подключается к нему своей вторичной обмоткой. Таким образом, на выходе второго трансформатора будет высокое напряжение, которое остаётся только выпрямить и сгладить. Другой вариант – использовать импульсный DC-DC преобразователь, тогда анодное напряжение можно будет легко регулировать. Те, у кого завалялось много диодов и конденсаторов, могут собрать умножитель и подключить его к низковольтному трансформатору, это ещё один способ получить высокое напряжение.
Готовую схему обязательно следует поместить в металлический корпус для удобства использования и защиты от внешних наводок. При этом очень важно соблюдать правильную разводку земли, минус самой схемы, минусы разъёмов jack, а также корпус должны подключаться к минусу питания в одной точке, иначе возможно самопроизвольное появление шумов, которые так не любят гитаристы. Файл с печатной платой тут. Удачной сборки! Автор – Дмитрий С.
Источник
Лаборатория звуковой техники
музыкант, инженер, звукорежиссёр — всё в двух лицах!
Самый простой ламповый предусилитель за один вечер
На волне большого интереса к ламповой технике хочу описать конструкцию лампового предусилителя «для самых маленьких». Или для не самых маленьких, но не имеющих времени для серьёзного углубления в ламповую схемотехнику, но желающих попробовать «ламповый звук» и посмотреть на приятное тёплое свечение ламп в темноте. Однозначно — характеристики данной конструкции более чем скромные, но при этом она весьма функциональна и — самое главное — не требует особых навыков для сборки и не содержит дорогих и редких элементов.
В основе конструкции — распространённая советская радиолампа 6Ж1П — «высокочастотный пентод с короткой характеристикой». Его развёрнутые характеристики и особенности применения легко найти в интернете, в частности, на сайте, которым я сам пользуюсь — Магия ламп. Его главная особенность, благодаря которой мы выбираем именно его — способность работать с низким напряжением. Да, если вы интересуетесь ламповыми конструкциями — вы непременно должны знать, что анодное напряжение в большинстве из них — сотни вольт, а значит нужен анодный трансформатор, дорогостоящие конденсаторы на большое напряжение, выходной (по-сути понижающий) трансформатор и, в конце концов, меры предосторожности и навыки при сборке. Вторая — не менее важная — уникальная дешевизна и доступность. Все остальные детали — стандартные пассивные элементы. Заказать отдельно придётся, разве что только, линейный стабилизатор на 6В LM7806 (о нём — отдельно), но — и то — его можно заменить на регулируемый стабилизатор LM317 или вообще на конструкцию с транзистором и стабилитроном.
Данное устройство считается предварительным усилителем весьма условно из-за довольно низкого (единицы) коэффициента усиления, зависящего от напряжения питания. Основная функция устройства — согласование по уровню и выходному сопротивлению источника сигнала с нагрузкой, и, конечно же, внесение в сигнал небольшого уровня специфических искажений, свойственных ламповой технике.
Источником стерео сигнала для него может быть проигрыватель, цифро-аналоговый преобразователь (возможно, в составе звуковой карты) или электронный музыкальный иснтрумент (в т.ч. с высоким выходным сопротивлением). Выход с устройства подаётся непосредственно на оконечный усилитель, или любое устройство с линейным входом.
Как наиболее удачное применение для данного прибора я бы выделил следующие решения:
Схема
Собрать данный прибор при наличии под рукой всех деталей можно действительно за один вечер с учётом корпусных работ (даже таких, как сверление больших отверстий под ламповые панельки). Корпус, к слову, настоятельно рекомендую взять металлический. Работы с электроникой займут едва ли час.
Действительно, на один каскад (в конструкции их два — на правый и левый канал) приходится всего лишь лампа ( V1/V2 ), резистор в анодной цепи ( R3/R5 ) и разделительный конденсатор на выходе ( C3/C4 ). Помимо этого — потенциометр ( R2/R4 ) для регулировки уровня входного сигнала (рекомендую линейный потенциометр сопротивлением приблизительно 50кОм — 100кОм), разделительный конденсатор на вход — по желанию (лично я ставить не стал).
Остальная часть схемы — цепи питания. C1, R1 и С2 — фильтр питания и линейный стабилизатор DA1 . На микросхеме DA1 стоит немного остановиться. Она нужна для того, чтобы на накал радиоламп поступало не более требуемых 6,3В. В данной конструкции я использовал наиболее близкую по напряжению LM7806 выдающую 6В. Как я писал выше, можно заменить её другими решениями (о них, если будет потребность, расскажу отдельно). Так же можно было, конечно, сделать отдельное питание накала и отдельное питание анода. Это дало бы нам несколько больше возможностей, но — в то же время — значительно усложнило бы конструкцию. Зато при таком включении вся схема может питаться от стандартного адаптера напряжением 12-18В.
Теперь несколько очень важных слов об источнике питания. Как я писал выше, коэффициент усиления схемы и динамический диапазон тем выше, чем выше напряжение питания. Однако здесь есть ограничения. Максимальное анодное напряжения ламп учитывать не будем — оно довольно высоко, будем ориентироваться на слабое звено схемы — стабилизатор. Максимальное напряжение, которое можно подавать на его вход — 35В, максимальный ток — 1А. Нити накала двух ламп в сумме потребляют около 300мА. Казалось бы, запас довольно приличный. Однако на практике — чем больше потребляемая сила тока и входное напряжение — тем больше выделяет тепла стабилизатор. Точные тепловые характеристики и допуски приведены в даташитах. Поэтому максимально допустимое напряжение питания будет отчасти определяться теплоотводом (радиатором), на который будет установлен стабилизатор.
В моей конструкции, например, в качестве рассеивающей поверхности задействован металлический корпус устройства — микросхема через термопасту прикручена к стенке. К слову, изоляционная прокладка не потребуется если вы, как в большинстве классических решений, соедините корпус с минусом питания (в нашей конструкции питание однополярное и «минус» будет являться «массой» и, соответственно, экранировать схему). Корпус рассеивает тепло не слишком хорошо (за час работы не сильно, но ощутимо нагревается), поэтому я ограничил напряжение питания 12В. Если установить стабилизатор на достаточно массивный радиатор ( только, пожалуйста, не переборщите! основная идея конструкции — компактность. ), то напряжение можно увеличить до 18-20В. Достигать предельного значения 35В категорически не советую, поскольку при них значительно сокращается срок службы элемента и вскоре он может выйти из строя от перегрева!
Ну и несколько слов о конструкции и пара советов по сборке.
Зелёные цифры на схеме рядом с выводами лампы — это номера электродов. Расположение электродов на стандартной семиконтактной панели приведено ниже.
Не забываем про соединение земли «звездой» — все отводы, идущие по схеме на «массу» должны соединяться в одной точке с питанием и корпусом. Правда, опять же, для столь простой схемы с низким анодным напряжением данный принцип не критичен, хотя и стоит приучать себя соблюдать его везде. Опытные электронщики наверняка укажут мне, что провода внутри не разложены так, как это делают в сложных и дорогих усилителях. Конечно, стремиться к этому стоит, но не спроста я написал ещё в заголовке — «. за один вечер». С такими условиями уже не до перфекционизма, но — с другой стороны — я считаю, это хорошая демонстрация того, что справится со сборкой устройства даже самый начинающий радиолюбитель.
Вот и всё. Правильно собранная конструкция работает сразу. Лично я звуком вполне доволе — уровню, по крайней мене, соответствует. Питать можно от обыкновенного адаптера, как уже писалось выше, напряжением 12-18В, но — желательно — стабилизированным. В этом случае будет снижена вероятность наводок по питанию. Слушал через Soundtech Series A на Quested S6, сигнал подавал с E-mu Tracker.
Источник
Сделай сам
|       Автор: Михаил Южаков       Дата публикации: 28 ноября 2020 г. |
Для окологитарных радиолюбителей представляю свой скромный опыт по сборке ламповых преампов. Часть первая – преамп на клине (предусилитель в режиме чистого звука). Что он даёт и как реализовать на современной элементной базе?
В качестве исходной схемы взял ламповый преамп Tomato Preamp Игоря Шаева.
Ниже приведена его схема в слегка модифицированном виде.
Обратите внимание на резистор R1. Это так называемый резистор защиты сетки: ослабляет проникновение радиочастот на вход, предотвращает возникновение паразитных ВЧ колебаний на большом сигнале. Таких вот, например:
Однако чрезмерно большим значение этого сопротивления делать не стоит. В своём варианте я подобрал значение 8.2 кОм. По исходной же схеме получался ощутимый на слух спад верхних частот.
Все конденсаторы, приведённые на схеме, неэлектролитические. Если напряжение не указано, берём наименьшее (например, 50 вольт).
Осциллограммы сигналов. Сигнал на первом аноде. Практически не отличим по форме от синусоидального.
Сигнал на аноде второй лампы. Видно, что нижняя полуволна более острая, чем верхняя. То есть, имеются несимметричные искажения, свидетельствующие о наличии чётных гармоник.
А теперь о главном – о правильном и здоровом питании.
Питание ламповых преампов
Правильное питание – очень важный фактор, во многом определяющий качество звучания ламповых схем. При неправильной реализации получаем звук, изобилующий сетевым фоном, что слышно даже на многих приведенных в Сети звуковых примерах. Как реализовать питание лампы в настоящее время, когда анодно-накальный трансформатор достать не так просто?
Питание накала
Самый простой вариант для популярной лампы 12AX7 – взять блок питания на 12 Вольт. Если он импульсный, этот вариант пройдёт, но обычный «трансформаторный» блок питания может без нагрузки выдать и все 20 вольт, а под нагрузкой – меньше 12. Соответственно нужна как минимум стабилизация.
Очень важная деталь: цепь питания накала должна быть изолирована от сигнальной массы. В противном случае имеем «токовую петлю»: токи накала протекают по сигнальной массе, создавая там переменный ток пульсаций (за счет недодавленных пульсаций блока питания); соответственно создаётся переменное напряжение пульсаций, проникающее в сигнальную цепь. Лампа такие помехи прекрасно воспроизводит – то есть, имеем хорошо слышимый фон. То же касается импульсного блока питания. И если у вас есть еще какие-то примочки, питайте их от другого источника – на каждую примочку свой блок питания.
В приведенной схеме используется стабилизатор L7812 – проще всего взять его в изолированном корпусе TO-220FP и прикрутить к корпусу устройства для теплоотвода.
Питание анода
Самый простой вариант – взять сетевой тороидальный трансформатор 1:1 (220 Вольт на вторичной обмотке). Лучше разместить его в отдельном корпусе на манер сетевого адаптера: экономия места и отдаление источника помех.
Если корпус нашего «сетевого адаптера» металлический, ни в коем случае не соединяйте его с минусом анодного питания: рискуете получить удар током при размыкании выходного разъёма.
На входе анодного питания преампа ставим активный фильтр пульсаций, чтобы додавить пульсации – мы ведь хотим получить звук более качественный, чем у ламповой радиолы. Пульсации анодного напряжения лампа также хорошо воспроизводит.
Фильтр размещается именно в корпусе преампа во избежание короткого замыкания транзистора – сгорит моментально. Конденсатор C3 неэлектролитический. Схема эта не совсем правильно называется «электронный дроссель»; полное описание её работы можно найти в Сети.
Если всё же трансформатор питания располагается в одном корпусе с преампом, обратите внимание на разводку платы. Сначала ведём отдельный проводник от минуса диодного моста на сглаживающий конденсатор, потом на фильтр пульсаций, и только после фильтра пульсаций подсоединяем минус питания к общей сигнальной шине.
Попытка миниатюризации
Приведённые варианты питания накала и анода получаются довольно громоздкими: целых два сетевых адаптора. Нельзя ли поминиатюрней? Как-никак в 21 веке живём. Приведу варианты, включая и неудачные – чтобы никто не повторял моих ошибок.
Скажу сразу, вариант питания анода пониженным напряжением в принципе не рассматривается. Где-то в Сети видел ламповый овердрайв с питанием 9 Вольт – в приведённом там сэмпле звук крайне отвратителен. Также мой собственный опыт по реализации преампа на клине с пониженным питанием выдал звук, оставляющий желать лучшего. Поэтому рассматриваем только полноценное высоковольтное питание.
Специализированные высоковольтные dc-dc преобразователи
1. Есть интегральные преобразователи на 300 Вольт, но они дороги. Например, DC-DC преобразователь фирмы Traco Power MHV 12-300 S10 P стоит порядка 200 долларов за корпус. Для радиолюбительской практики это не очень, поэтому далее не рассматриваем.
2. Готовый dc-ac преобразователь 12-220 Вольт с Алиэкспресс. Вот такой:
Стоит дешево. На холостом ходу потребляет порядка 200 миллиампер. На выходе имеется диодный мост, при подключении внешнего конденсатора к которому имеем порядка 300 Вольт. Размеры позволяют вполне встроить его хоть бы в плату преампа:
Но увы, при работе он наводит такие помехи, что сигнал на аноде лампы обрастает высокочастотной «бородой».
3. Интегральные преобразователи Aimtec.
Имеющиеся в широкой продаже интегральные dc-dc преобразователи компании Aimtec относительно недороги, имеют небольшие габариты и не создают помех. Но они не высоковольтные. Самое высокое напряжение, что они выдают, это +/- 24 вольта. Однако +/-24 вольта – это 48 вольт на крайних выводах – почти 50. Соединяем несколько преобразователей последовательно, набираем нужное значение.
Это работает. Ниже приведена схема преобразователя на 300 вольт. Сразу имеем и накал с гальванической развязкой, и анодное питание.
Каких-то помех не обнаружено, можно ставить хоть на одну плату с лампой.
Примеры звука
Исходный «опорный» звук – просто запись в линию.
Чувствуется, что звук стал более прозрачным, ярким. Играл через такой преамп долгие годы в транзисторный комбик; однажды воткнулся напрямую и поразился – настолько мутным показался звук без лампы. Перейдя на ламповый комбик, ламповый преамп снял с «боевого дежурства» – там от его применения эффекта нет.
При использовании нескольких примочек втыкайте данный преамп после полупроводникового овердрайва – в этом случае звук станет более читаемым. Также хорошие результаты показал он на басу: звук становится более ярким, в особенности с бриджевого датчика; басить при этом нисколько не мешает.
А сейчас небольшая попытка теоретического изыскания.
Частотная коррекция
В приведённой схеме преампа имеется конденсатор C4, который явно выполняет роль частотной коррекции – подъём верхов. Также за подъём верхов может отвечать конденсатор тонкомпенсации C5. Ниже приведена АЧХ межкаскадной цепочки в разных положениях регулятора громкости (для удобства приведено к одному нормированному уровню).
Зелёная кривая – потенциометр в положении 100% (нет тонкомпенсации), жёлтая кривая – потенциометр в положении 25% (наибольшая тонкомпенсация).
А что, если вся эта яркость и прозрачность звука на ламповом преампе есть просто результат частотной компенсации? И лампа вовсе не нужна? Доводилось слышать такое мнение на форуме по гитарной электронике, что хвалёный ламповый звук якобы есть просто результат «эквализации», присущей ламповым усилителям.
Проделаем эксперимент – цепочку межкаскадной связи с частотной коррекцией включим в полупроводниковую схему:
Что изменилось? Практически ничего. Басов разве что стало меньше.
Вывод. Яркость, «кристальная чистота», прозрачность звука лампового преампа есть результат отнюдь не частотной коррекции, а присущему лампе обогащению сигнала чётными гармониками. Что существенно, по сравнению с транзистором в нелинейном режиме в большей степени присутствуют гармоники, кратные гармоникам исходного сигнала, а комбинационные частоты (воспринимаемые как грязное звучание, «песок») имеют гораздо меньший уровень – на лампе в линейном режиме их практически не слышно.
Конденсатор же C4 здесь отвечает за бОльшую яркость звука. Во всех схемах ламповых преампов подобный конденсатор есть и называется «Яркость» — примеры ниже. Без него прозрачность звука тоже есть, просто она не столь яркая.
И касательно обогащения гармониками. В своё время аналогичное моделирование проводил на полевых транзисторах. Известно, что на начальном участке ВАХ полевого транзистора квадратична – почему бы там не получить тоже самое? Выводил транзистор на начальный участок ВАХ, добавлял пресловутую цепь межкаскадной коррекции – увы, грязь в звуке слышится гораздо раньше, чем обогащение полезными гармониками. Результат воспроизводить не буду, чтобы не раздувать статью.
Таким образом, даже в 21 веке лампа не утратила своей актуальности.
Источник