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
Простой ламповый гитарный предусилитель
Рассмотрим сборку предусилителя под интересным названием «Томато» (нет, он не имеет никакого отношения к помидорам). Схема собирается всего на одной лампе — двойном триоде. Прекрасно подойдут 6н1п, 6н2п, 6н23п, которые в изобилии встречаются в советской технике, в том числе и в телевизорах. Служит предусилитель для увеличения амплитуды сигнала (громкости), а так для формирования «гитарной» АЧХ и придания небольшой пикантности звуку. Напрямую к выходу предусилителя можно подключать оконечный каскад, либо даже использовать его в формате педали, подключая в INPUT комбика, потому что сам предусилитель умеет подгружать сигнал, создавая лёгкий приятный кранч.
Итак, перейдём к схеме. Она весьма проста и содержит всего два каскада одной лампы (ведь это двойной триод — два одинаковых триода в одном баллоне). Между каскадами расположена ручка DRIVE, при её максимуме предусилитель будет подгружать сигнал, при минимуме — дать кристально чистый звук. Вторая ручка — VOLUME — регулирует громкость на выходе. Изначально он очень большой, если вы хотите подключить предусилитель в INPUT комбика, можно последовательно с ней подключить постоянный резистор 200-300 кОм, громкость уменьшится для приемлемого уровня.
С2, С6 — разделительные конденсаторы, они должны быть рассчитаны на напряжение как минимум 300В. Чем больше их ёмкость, тем больше низких частот будет в звуке на выходе, и наоборот. Этот параметр можно варьировать.
Питается схема от высоковольтного источника анодного питания 100-200В. Это может быть либо анодный трансформатор, который также легко можно отыскать в старой советской технике, либо импульсный преобразователь. Конденсаторы, фильтрующие анодное также должны быть рассчитаны на высокое напряжение. Конденсатор С4 придаёт «яркости» звуку на минимальных положениях ручки DRIVE, его номинал также можно варьировать до получения нужного оттенка звучания.
Схема собирается на печатной плате, которая прилагается к статье. Плата выполняется ЛУТом и никаких особенностей не имеет, отзеркаливать перед печатью не нужно.
Также для работы схемы необходим источник на 6.3В для питания накала лампы. Он должен выдавать ток как минимум 1А. Если анодное берётся с трансформатора, то и накал можно взять оттуда же, домотав накальную обмотку на трансформатор. Либо использовать имеющиеся блоки питания на 9-12В, при этом нужно стабилизировать напряжение регулируемым стабилизатором, например LM317. Самый простой, не самый предпочтительный, но тем не менее работоспособный вариант — питать накал от обычного USB зарядного устройства. 5В вполне хватит для питания накала, но при этом нужно поставить дополнительные конденсаторы для фильтрации, так как многие зарядные устройства дают на выход кучу помех.
Вход и выход подпаиваются к плате на проводах, при этом можно использовать любые гнёзда jack 6.3. Провода для их подключения не должны быть слишком длинными. Потенциометры впаиваются непосредственно на плату. Схема, собранная в точности и без ошибок начинает работать сразу, не требуя наладки. Предпочтительно сначала подать напряжение на накал, и только когда лампа разогреется (оранжевое свечение лампы хорошо видно в темноте) подключать анодное, после этого предусилитель сразу начнёт работать. Убедится в этом можно коснувшись входа — на выходе сразу появятся характерные трескающие звуки. Собранную плату обязательно нужно поместить в экранированный корпус для того, чтобы она не ловила внешние наводки. Идеально, если он будет металлическим, но также можно использовать пластиковый, и при этом обтянуть его изнутри фольгой. Корпус должен подключаться к земле схемы. Удачной сборки!
Источник
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