AVT5289.pdf
(
874 KB
)
Pobierz
Projekty
Projekty
AVT
5289
Stereofoniczny
wzmacniacz lampowy
2×10 W dla każdego
Dodatkowe materiały
na CD/FTP
Tranzystory zaczęto stosować ponad 40 lat temu. Od tamtego czasu
na dobre zagościły w różnych urządzeniach powszechnego użytku.
Lecz od jakiegoś czasu daje się zauważyć „moda” na posiadanie
wzmacniacza lampowego. Pomarańczowy blask, charakterystyczny
zapach rozgrzanej bańki, delikatny szum, miękki i przyjemny
dźwięk – to są niewątpliwe uroki lamp, które potrafi ą w znacznym
stopniu umilić słuchanie ulubionej muzyki.
Rekomendacje:
wzmacniacz ma stosunkowo prostą, powtarzalną
budowę i dzięki temu może być wykonany również przez
średniozaawansowanych elektroników.
są przyciągane w kierunku okalającej ją ano-
dy, będącej na wysokim potencjale dodat-
nim. Pierwsza siatka, sterująca, pozwala na
regulację prądu anodowego poprzez zmianę
przyłożonego do niej napięcia. W większo-
ści małych lamp ma ona potencjał ujemny,
przez co nie pozwala elektronom przelecieć
dalej. Lampa mająca tylko jedną siatkę to
trioda. Została ona zbudowana przez amery-
kańskiego naukowca Lee de Foresta w 1906 r.
Kolejna siatka, zwana ekranującą, ma
za zadanie przyspieszyć elektrony, które
zmniejszyły swoją prędkość na skutek od-
pychającego działania siatki sterującej. Ma
wysoki potencjał dodatni, zatem niektóre
elektrony uderzają w nią i płynie przez nią
prąd pasożytniczy. Jednak jest ona niezbęd-
na do zwiększenia współczynnika wzmoc-
nienia lampy oraz zmniejszenia pojemności
pasożytniczych. Lampa mająca dwie siatki to
tetroda.
Następna siatka, zwana zerową bądź
antydynatronową, ma luźno ułożone zwoje
i ma z reguły potencjał 0 V, czyli połączona
Aby móc samodzielnie zbudować
wzmacniacz lampowy trzeba zrobić niewiel-
ką retrospekcję i poznać zasadę działania
jego najważniejszego podzespołu – lampy
elektronowej.
Każda lampa składa się z podgrzewanej
elektrycznie katody, jednej lub więcej siatek
oraz anody. Lampa niemająca siatek to dioda.
Konstrukcja mechaniczna jest usztywniona
mostkami wykonanymi ze szkła lub z miki.
Okala ją szklana bądź metalowa bańka,
z wnętrza której wypompowano powietrze.
Ma to na celu ułatwienie ruchu elektronów
od katody do anody. Na
fotografi i
1
przykła-
dowy system elektrod lampy, który normal-
nie jest ukryty wewnątrz blaszanej anody.
W samym centrum umieszczona jest ni-
klowa rurka katody, pokryta białą warstwą
tlenków metali, która ułatwia emisję elektro-
nów. Wewnątrz niej znajduje się cienka, od-
izolowana elektrycznie spiralka, która ogrze-
wa katodę. Wyemitowane z katody elektrony
22
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Stereofoniczny wzmacniacz lampowy 2×10 W dla każdego
AVt-5289 w ofercie AVt:
AVT-5289A – płytka drukowana
Podstawowe informacje:
• wzmacniacz stereofoniczny o mocy wyjściowej
2×10 W przy obciążeniu 8
V
• brak przełącznika źródeł i obwodów regulacji
barwy dźwięku
• pasmo przenoszenia 20 Hz...30 kHz przy
3 dB spadku wzmocnienia
• napięcie zasilania 230 V
AC
, pobór energii
około 80 W przy maksymalnym wysterowaniu
• konstrukcja modułowa: odrębne płytki
zasilacza, wzmacniacza kanału prawego
i kanału lewego
Dodatkowe materiały na CD/FtP:
ftp://ep.com.pl
, user:
12147
, pass:
2e7u6a2a
• wzory płytek PCB
• karty katalogowe i noty aplikacyjne
elementów oznaczonych w
Wykazie
elementów
kolorem czerwonym
Dodatkowe informacje:
Transformatory można wykonać w fi rmie
Selenoid s.c., ul 11 Listopada 127, 62-030
Luboń, e-mail: kacper@selenoid.pl. W temacie
zamówienia należy napisać „transformatory do
wzmacniacza z EP 5/2011”. W momen-
cie ukazania się artykułu szacunkowy koszt
zakupu z kosztami wysyłki to 250 złotych.
Transformatory są objęte dożywotnią gwarancją
producenta.
Projekty pokrewne na CD/FtP:
(wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)
AVT-5267 Lampowy potencjometr siły głosu
(EP 12/2010)
AVT-5254 Wzmacniacz lampowy dla każdego
EP 09/2010)
AVT-5142 Wzmacniacz lampowy dla
Fotografi a 1. Wnętrze lampy 5-elektrodowej (pentody)
jest z katodą (należy pamiętać, że w lampach
wszystkie napięcia są mierzone względem
katody, a nie masy). Pełni ona ważną funkcję,
ponieważ elektrony rozpędzone przez siatkę
ekranującą, mają w pewnych sytuacjach tak
wielką energię kinetyczną, że są w stanie
wybić z anody inne elektrony, które z kolei
lecą w stronę siatki ekranującej. Zwiększają
one jej prąd, co jest skutkiem niepożąda-
nym. Efekt ten nosi nazwę zjawiska dyna-
tronowego. Zadaniem siatki zerowej jest
zatrzymanie tych elektronów i skierowanie
ich z powrotem do katody. Lampa z trzema
siatkami to pentoda – takie zastosowano do
zbudowania niniejszego wzmacniacza. Spe-
cyi cznym przypadkiem pentody jest tetroda
strumieniowa, np. użyta we wzmacniaczu
6P1P (
6П1П
). Siatka zerowa ma formę płytek
formujących wiązkę elektronów, zaś zwoje
siatki sterującej pokrywają się ze zwojami
siatki ekranującej, co skutkuje bardzo niskim
prądem tej ostatniej.
Istnieją też lampy mające większą licz-
bę siatek (heksody, heptody, oktody itd.),
kilka systemów w jednej bańce (duodioda,
duotrioda, triodo-pentoda, diodo-duodiodo-
trioda itd.), bądź specyi czny kształt elektrod
(kineskopy, „magiczne oczka”, wyświetla-
cze VFD) lub wypełnione są odpowiednim
gazem pod zmniejszonym ciśnieniem (neo-
nówki, tyratrony, wyświetlacze NIXIE).
Wykaz elementów
rezystory
(0,25 W):
R1, R23: 220 k
V
R2, R7, R16, R17, R24, R29, R38, R39: 22 k
V
R3, R25: 82 k
V
/1 W
R4, R9, R26, R31: 1 k
V
R5, R27: 680 k
V
/1 W
R6, R12...R15, R28, R34...R37: 1 M
V
R8, R10, R30, R32: 24 k
V
/1 W
R11, R33, R50: 200 k
V
/1 W
R18, R19, R40, R41: 10
V
R20, R21, R42, R43: 47
V
R22, R44, R46: 47
V
/2 W
R45: (R45A+R45B – opis w tekście)
R47, R48: 220
V
/2 W
R49: 510 k
V
/2 W
P1: 47 k
V
(potencjometr podwójny,
logarytmiczny)
P2, P3, P5, P6: 47 k
V
(potencjometr
montażowy)
P4, P7 22 k
V
(potencjometr montażowy)
kondensatory:
C1, C7: 1
M
F/100 V
C2, C8: 100 nF/400 V
C3, C4, C9, C10: 33 nF/630 V
C5, C6, C11, C12: 22
M
F/63 V
C13: 10 nF/630 V
C14, C16: 100
M
F/400 V
C15: 220
M
F/400 V
C17: 22...100
M
F/400 V
C18, C21, C23: 22...100
M
F/400 V
C19, C20: 3300...4700
M
F/16 V
C22, C23: 470...1000
M
F/40 V
Półprzewodniki:
B1, B3: Mostek Graetza 1 A/1000 V
B2: Mostek Graetza 6 A/100 V
IC1: LM7924
Inne:
F1: bezpiecznik zwłoczny WTAT-2A
S1: wyłącznik sieciowy
V1...V8: opis w tekście
Podstawki: opis w tekście
Transformatory: opis w tekście
Gniazdo zasilające: np. IEC
Gniazdo wejściowe: np. DIN
Gniazda wyjściowe: np. głośnikowe,
sprężynowe
nielampowców (EP 8-9/2008)
lamp zadecydowały o zastosowaniu ich
w tym projekcie.
Sygnał akustyczny poprzez kondensator
C1 dostaje się na ścieżkę oporową potencjo-
metru P1. Zadaniem tego kondensatora jest
odcięcie składowej stałej, której obecność
objawiałaby się trzaskami podczas regulacji
głośności oraz wpływałaby na punkt pracy
lampy. Rezystor R1 zabezpiecza lampę V1
przed niepożądanymi skutkami przypad-
kowej utraty kontaktu ślizgacza ze ścieżką
oporową, a więc gwałtownym wzrostem prą-
du anodowego, który objawiłby się głośnym
trzaskiem. Rezystory R2, R7, R16 i R17 to
tzw. rezystory antyparazytowe. Wraz z po-
jemnością katoda-siatka tworzą i ltr górno-
zaporowy, dzięki czemu zmniejszają ryzyko
wzbudzenia się wzmacniacza. Rezystor R4
wytwarza ujemne napięcie dla siatki sterują-
cej poprzez podniesienie potencjału katody
względem siatki, która jest galwanicznie po-
Budowa i zasada działania
Po omówieniu zasady działania lampy,
najwyższy czas przejść do opisu wzmacnia-
cza. Schemat części lampowej pokazano na
rysunku
2
. Składa się z dwóch identycznych
kanałów, zatem przeanalizowany zostanie
tylko jeden.
W jednym kanale pracują cztery lam-
py: dwie 6Ż1P (
6Ж1П)
i dwie 6P1P (
6П1П
).
W urządzeniu modelowym zastosowano
wersje militarne (o podwyższonych ży-
wotności i niezawodności), odpowiednio
6Ж1П-EB
i
6П1П-EB
. Najłatwiej jest je za-
kupić na portalach aukcyjnych, gdzie ceny
nieużywanych lamp wahają się w granicach
1...3 złotych za
6Ж1П-EB
oraz 5...8 złotych
za
6П1П-EB
. Niska cena i dostępność tych
REKLAMA
23
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Projekty
rysunek 2. Schemat części lampowej wzmacniacza stereofonicznego
łączona z masą. R3 zamienia wahania prądu
anodowego na wahania napięcia, zaś rezy-
stor R5 ogranicza napięcie siatki ekranującej.
Ma to na celu ustalenie punktu pracy lampy
w miejscu występowania jak najmniejszych
zniekształceń. Kondensator C2 odcina skła-
dową stałą, której obecność na siatce sterują-
cej lampy V2 jest wysoce niepożądana.
Rezystory R6 i R9 pełnią analogiczną
funkcję, co R1 i R4 w okolicy V1. Jest to
układ polaryzacji automatycznej. Na uwagę
zasługuje fakt, iż w katodę V2 włączony jest
dodatkowy rezystor – R10. Jego wartość jest
równa rezystorowi anodowemu R8. Dzię-
ki temu zabiegowi stopień, co prawda nie
ma wzmocnienia (k
U
≈1), za to z jego katody
i anody otrzymujemy dwa sygnały o prze-
ciwnych fazach. Przesunięcie fazowe wzglę-
dem siatki sterującej na katodzie wynosi 0°,
na anodzie 180°. Pokazano to na
rysunku
3
.
Zjawisko te można tłumaczyć w nastę-
pujący sposób: rośnie potencjał siatki
→
ro-
śnie prąd anodowy
→
rośnie spadek napięcia
na R10 i R8 (R9 pomijam ze względu na małą
wartość w stosunku do nich)
→
potencjał
katody rośnie, a anody maleje. Analogicznie:
potencjał siatki maleje
→
maleje prąd ano-
dowy
→
maleje spadek napięcia na R10 i R8
rysunek 3. Przebiegi napięć: wejściowego i wyjściowych w odwracaczu fazy
z dzielonym obciążeniem
24
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Stereofoniczny wzmacniacz lampowy 2×10 W dla każdego
rysunek 4. Schemat zasilacza
→
potencjał katody maleje, a anody rośnie.
Przez katodę płynie również znikomy prąd
siatki ekranującej, ograniczony przez R11.
Ze względu na małą i praktycznie niezmien-
ną wartość, nie ma on znaczenia.
Kondensatory C3 i C4 pełnią analogicz-
ną funkcję, co C2. Z nich wzmocniony sy-
gnał, pozbawiony składowej zmiennej, traia
na siatki sterujące lamp, odpowiednio V3
i V4. Spolaryzowane są ujemnie (ok. –20 V)
za pomocą zasilacza zewnętrznego. Poten-
cjometrami P2 i P3 reguluje się to napięcie,
oddzielnie dla każdej lampy. Kondensatory
C5 i C6 iltrują ewentualne tętnienia, któ-
re mogłyby przedostawać się przez ten ob-
wód. Rezystory R12 i R13 zwiększają opór
wewnętrzny tych układów polaryzujących.
Ich brak zaowocowałby niemal całkowitym
zwarciem sygnału użytecznego z masą. Re-
zystory R14 i R15 są umieszczone wyłącznie
w celach asekuracyjnych, na wypadek gdyby
ślizgacz któregoś z potencjometrów utracił
kontakt z warstwą oporową, potencjał siatki
wynosiłby ok. 0 V, co pociągnęłoby za sobą
przepływ bardzo dużego prądu anodowego
przez lampę i w rezultacie jej uszkodzenie.
W takiej sytuacji, zostanie ona dołączona do
napięcia –24 V, co poskutkuje jedynie lekkim
zniekształceniem dźwięku.
Napięcie odkładające się na rezystorach
katodowych R18 i R19 nie ma znaczenia pod-
czas eksploatacji wzmacniacza, lecz jest ono
niezbędne do ustawienia prawidłowej pola-
ryzacji lamp, o czym później. Rezystory R20
i R21 ograniczają prąd siatek ekranujących
i zabezpieczają je na wypadek odłączenia się
uzwojenia pierwotnego transformatora głośni-
kowego od zasilacza. Wówczas większość tego
prądu popłynęłoby przez siatki, przeciążając
lub nawet uszkadzając je. W transformato-
rze głośnikowym spotykają się dwa sygnały
o przeciwnych fazach, wzmocnione uprzednio
przez lampy mocy. Dzięki odpowiedniemu
podłączeniu uzwojeń dodają się, zwiększając
moc wyjściową, w porównaniu z układem
z pojedynczą lampą w końcówce mocy.
Rezystor R22 musi być dołączony jak
najbliżej wyprowadzeń uzwojenia wtórnego,
najlepiej bezpośrednio na nich. Zabezpiecza
on ten cenny element przed zniszczeniem
w razie odłączenia się głośnika przy dużym
wysterowaniu indukujące się w uzwojeniu
pierwotnym napięcie byłoby w stanie prze-
bić jego izolację. Mogłyby ucierpieć również
lampy oraz inne elementy. Natomiast po-
tencjometrem P4 jest regulowana głębokość
ujemnego sprzężenia zwrotnego.
Na
rysunku
3
zamieszczono schemat za-
silacza wzmacniacza lampowego. Jego zada-
niem jest dostarczenie trzech wymaganych
napięć: anodowego, żarzeniowego i siatko-
wego.
Napięcie anodowe prostowane jest przez
mostek B1. Gałąź +A zasila anody lamp
mocy, gałąź +B ich siatki ekranujące, zaś +C
przedwzmacniacz. Zastosowanie członów
RC pozwoliło na zredukowanie wielkości
pojemności. Dodatkowo, ze względu na wza-
jemne znoszenie się tych tętnień w transfor-
matorze wyjściowym końcówki mocy wyko-
nane w układzie przeciwsobnym są odporne
na tętnienia napięcia anodowego.
Żarzenie zostało zrealizowane przy uży-
ciu prądu stałego, dobrze iltrowanego, nie-
stabilizowanego. Znacząco ułatwia to kon-
strukcję wzmacniacza, gdyż eliminuje jedno
z głównych źródeł irytującego przydźwięku,
którym jest właśnie obwód żarzenia. Rezy-
stor R45 jest opcjonalny, służy do obniżenia
napięcia żarzenia do wymaganych 6,3 V
(±5%). Rezystory R49 i R50 pełnią dwie
funkcje: rozładowują kondensatory elektroli-
tyczne po wyłączeniu zasilania oraz podno-
szą potencjał żarników względem masy o ok.
60 V. Ma to na celu zapobieżenie przenikaniu
ewentualnych pozostałości tętnień do toru
wzmocnienia poprzez zablokowanie paso-
żytniczej diody, która tworzy się pomiędzy
żarnikiem a katodą. Katoda znajduje się na
potencjale bliskim masy, żarnik dużo wyż-
szym, zatem niemożliwe jest przenikanie
elektronów (nośników ładunku ujemnego)
w stronę katody. Jednocześnie mamy gwa-
rancję, że nie zostaje przekroczone dopusz-
czalne napięcie żarnik-katoda lamp odwra-
cacza fazy.
Napięcie wstępnie polaryzujące siatki
sterujące lamp mocy pochodzi z trzeciego
uzwojenia i prostowane jest przez mostek
B3. Dzięki dokładnej iltracji i stabilizacji
przy użyciu układu 7924 (IC1) możemy być
pewni braku tętnień oraz stałości tego na-
pięcia w czasie, co ma zasadnicze znaczenie
dla prawidłowości działania całego wzmac-
niacza.
Kompletowanie podzespołów
Cenę końcową wzmacniacza determi-
nują przede wszystkim transformatory:
zasilający i dwa wyjściowe. Mogą one być
toroidalne lub EI, nie ma to znaczenia. Pra-
cujące w urządzeniu modelowym zostały
wykonane w irmie
Selenoid
znajdującej się
w podpoznańskim Luboniu. Parametry trans-
formatorów są następujące:
Transformator sieciowy:
– uzwojenie pierwotne: 230 V
– uzwojenia wtórne: 230 V/0,3 A; 7 V/4 A;
24 V/0,1 A.
Transformator głośnikowy:
– impedancja między anodami: 10 kV,
– maksymalna moc przenoszona: 12 W,
– pasmo przenoszenia (spadek 3 dB):
50 Hz...20 kHz,
– impedancja obciążenia: 8 V,
– prąd spoczynkowy: 30 mA na lampę,
– maksymalny prąd anodowy: 50 mA na
lampę.
REKLAMA
25
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Projekty
Lampy można bez problemu kupić na
aukcjach internetowych bądź giełdach elek-
tronicznych. Najlepiej jest kupować lampy
nieużywane, co zmniejsza prawdopodobień-
stwo wystąpienia przykrej niespodzianki
podczas uruchamiania. Jeszcze lepiej, gdy
sprzedawca ma możliwość parowania lamp
6П1П
. Różnica prądów anodowych w tym
samym punkcie pracy nie powinna być
większa niż 10%. W praktyce ten warunek
spełnia zdecydowana większość lamp nie-
używanych.
Jak już wspomniałem, zakup lamp z pro-
dukcji specjalnej (mających różne literki po
myślniku) jest dobrym posunięciem, gdyż ich
ceny są takie same lub niewiele wyższe, a lam-
py mają lepsze parametry. Dotyczy to przede
wszy
st
kim V1 i V5, od których w dużej mierze
zależy inalny poziom szumów. Dodatkowo,
lampy „cywilne” są dużo bardziej wrażliwe na
mi
k
rofonowanie, czyli nie
p
ożądane przenika-
nie drgań mechanicznych bańki do sygnału,
co
o
bjawia się charaktery
s
tycznym dzwonie-
niem w głośnikach przy stukaniu w obudowę
wzmacniacza. Nie jest to szkodliwe dla lamp,
jedynie irytujące dla słuchacza.
Oprócz lamp i transformatorów należy
zaopatrzyć się w 8 podstawek do PCB: cztery
9-nóżkowe typu
noval
oraz cztery 7-nóżko-
we typu
heptal
. Na wstępie należy odrzucić
pomysły polegające na bezpośrednim przy-
lutowaniu lamp do płytki. Z całą pewnością
skończy się to wcześniej
lub
p
óźniej pęknię-
c
ie
m szkła, zaś podstawki to wydatek około
kilku-kilkunastu złotych
.
R
e
sztę podzespo-
łów elektronicznych (rezystory, kondensato-
ry, złączki śrubowe, potencjometry, gniazda)
można nabyć w każdym sklepie elektronicz-
nym. Również zakup kondensatorów elek-
trolitycznych, wysokonapięciowych, z racji
upowszechnienia się przetwornic impulso-
wych, nie stanowi problemu. Należy zaopa-
trzyć się również w przewody łączące płytki
ze sobą. Doskonale do tego celu nadają się
przewody pochodzące z uszkodzonych za-
silaczy komputerowych AT bądź ATX, ze
względu na dobrą izolację i różne kolory. Sy-
gnał audio i napięcie siatkowe są rozprowa-
dzan
e
przewodem ekranowanym.
Odrębne zagadnienie stanowi obudowa.
Musi ona dobrze ekranować od zewnętrz-
nych
pól elektrycznych,
być wytrzymała
mechanicznie, dobrze izolować elektrycz-
nie oraz być estetyczna. Urządzenie mode-
lowe zostało zamknięte w obudowie o wy-
mi
ar
ach (szerokość×głębokość×wysokość)
330 mm×280 mm×70 mm. Płyta górna jest
wykonana z aluminium o grubości 1 mm,
natomiast boki, przód i tył z heblowanych
desek sosnowych o grubości 15 mm. Spód
w
y
konano ze sklejki o grubości 8 mm. W ro-
gach są wklejone słupki z listwy drewnia-
n
e
j o przekroju 20 mm×20 mm służące do
usztywnienia drewniane
j
ramki oraz umoż-
l
i
wiające przykręcenie płyt górnej i dolnej.
rysunek 5. Wzór ścieżek płytki przedwzmacniacza
Otwory na przewody w płycie aluminiowej
zostały zabezpieczone gumowymi przepu-
stami, co podnosi estetykę oraz chroni ich
izolację przed przetarciem. Na tylnej ściance
umieszczono jedynie gniazda przewodu za-
silania oraz dla sygnału audio.
sunek
7
). Montaż układu zacząć należy od
zasilacza. Stabilizator IC1 można przykręcić
do płytki. Do mostka B2 należy przymoco-
wać niewielki radiator, gdyż wydzielają się
w nim prawie 4 W ciepła. Rezystor R45 zo-
stał podzielony na dwa połączone szeregowo
R45A i R45B. Umożliwiają one uzyskanie
właściwego napięcia żarzenia.
Po zmontowaniu zasilacza należy spraw-
dzić poprawność jego działania. Zaczyna się
od podłączenia jedynie uzwojenia zasilają-
Budowa i uruchomienie
Wzmacniacz zmontowano na trzech
płytkach: zasilacza (
rysunek
5
), wzmacnia-
cza kanału lewego (
rysunek
6
) i prawego (
ry-
26
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 5/2011
Plik z chomika:
neo666x
Inne pliki z tego folderu:
THE WILLIAMSON AMPLIFIER.pdf
(2633 KB)
Practical Amplifier Diagrams - J.Robin, Ch.E.Lipman (1947).pdf
(5116 KB)
100 Amplifiers – Part 1 , 1916 – 45 - Lilienthal Engineering.pdf
(99040 KB)
100 Amplifiers, part 2 , 1945 – 54 - Lilienthal Engineering.pdf
(54347 KB)
100 Amplifiers – Part 3 , 1955 – 59 - Lilienthal Engineering.pdf
(47052 KB)
Inne foldery tego chomika:
AGD
ALDL GM
audio
chemia
elektronika
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin