УМЗЧ «Дитя Слона»
1.
Идея
Идея этого усилителя состояла
в желании получить динамичный звук от однотакника. В
результате получится усилитель с хорошей «подвижностью» звука. Прототипами
конструкции являются произведения компании НЭМ «Новосибирск»
, поэтому схемотехника УМ похожа на их
усилители. Эти принципы примерно сводятся к следующему – усилитель является
качественным блоком питания с простейшим, но качественным модулятором
тока. Я также благодарен А. Бурцеву и С.
Рубцову за многочисленные обсуждения и советы,
и помощь в заказе деталей. А. Бурцев также рассчитал выходные
трансформаторы и вместе с С. Рубцовым подарил мне
2. Реализация
В усилителе применено 12
моточных изделий, все намотаны мною на немецкой стали M6, с
дополнительным отжигом после рубки.
Общий вес аппарата –
Большое внимание уделено
реализации блока питания схемы. Первый и выходной каскады питаются от
выпрямителя с дроссельным входом.
Выходные каскады питаются от
общего трансформатора, но раздельных выпрямителей. Выходное сопротивление
анодного трансформатора составляет 15 ом. При этом
рабочее значение индукции во всех силовых трансформаторах не превышает 0.7 Тл.
Силовой трансформатор имеет сердечник 33 кв.см.
Дроссели L2, L3 – выполнены
на Ш-образных сердечниках сечением 4.5 х 4.5 кв.см (20 кв.см.), сопротивление обмоток – 13 ом, максимальная рабочая индукция примерно 0.3 Тл. Расчет
БП производился по моей программе BCalc, во время расчета и измерений зазор (и индуктивность)
подбирались таким образом, чтобы обеспечить минимально возможное значение без
ухода в режим отсечки тока при полностью закрытой лампе (см. описание методики
на сайте компании НЭМ). Емкость конденсаторов (БГ ВКЗ) 1320 мкф
на канал, чем обеспечивается апериодический характер переходных процессов в
блоке питания.
В драйвере применены
конденсаторы БГ ВКЗ (C1-C4) и БГ стандарт (C5-C10). К
сожалению, больше такие конденсаторы не выпускают в Японии.
Смещения каскадов –
фиксированное на литиевых батарейках.
На таких же сердечниках как
анодные дроссели (20 кв.см ) выполнены выходные трансформаторы. Их особенностью
является высокий кпд «по меди», который составляет более 98%. Для оптимизации
КПД сечение магнитопровода выбрано квадратным. Выходное сопротивление каскада с
трансформатором составляет 0.85 ом, при этом
сопротивление первичной обмотки – всего 47 ом.
Использовалось 5 секций
первичной обмотки выходного трансформатора. При их коммутации выход первой
секции подключался к началу последней, потом к началу второй, началу предпоследней
и, наконец, к средней (третьей) секции, выход которой подключается к источнику анодного напряжения. Такое
секционирование улучшает АЧХ на ВЧ, и было предложено к реализации Алексеем Бурцевым. Секционирование первички 3-6-5-6-3 по 124 витка в секции (в сумме 2852
витка) проводом по
Рис. Выходные трансформаторы. Внешний размер
сердечника 140 х
Межкаскадные трансформаторы
имеют сопротивление первички 42 ома
и вторички 300 ом., выполнены на сердечнике сечением 12
кв.см.
Это позволяет получить
выходное сопротивление драйвера с учетом
сопротивления лампы драйвера – примерно 900 ом, что
крайне благоприятно для раскачки выходного каскада. Кроме того, эксперименты
компании НЭМ показывают, что отношение сопротивления первичной обмотки к внутреннему сопротивлению лампы (даже
межкаскадного трансформатора) желательно выбирать как можно меньше – это
положительно сказывается на динамике звука. Данное отношение выбиралось равным
5-7%.
Полоса межкаскадных
трансформаторов: 5 Гц – 70 кГц (-3 дБ).
Для плавного включения накала
ламп первичка накального трансформатора
рассчитывалась на напряжение не 220В, а 100В. Последовательно с первичной
обмоткой в цепи питания 220В включены мощные
переменный и постоянный проволочные резисторы общим сопротивлением примерно 580
ом, на которых гасится лишнее напряжение. Такое
решение обеспечивает плавную задержку подачи напряжения на холодные накалы 300B на
несколько сек., а также позволяет точно
выставить напряжение накала.
3. Монтаж
Для удобства монтажа аппарата
к нему снизу приделаны колесики из ИКЕИ. Во время монтажа корпус
опрокидывался назад и ставился
вертикально. В качестве шасси – лист стеклотекстолита
4. Измерения
Ниже на рисунках приведены
осциллограммы сигналов при измерении от входа до выхода усилителя, нагруженного на нагрузку 10 ом, при амплитуде
выходного сигнала 6 Вольт от пика до
пика.
5 Гц
10 Гц
100 Гц
1 кГц
20 кГц
40 кГц
1 КГц
10 кГц
5. Дальнейшее развитие
К 19.05.2008 схема немного модифицировалась:
Попытка соединить
земли драйвера и выходного каскада портит звук! Решено было оставить
земли разомкнутыми, хотя это немного добавляет фона.
При соединении земель ток проникает из первички
межкаскадника во вторичку,
и начинает звучать диэлектрик, плюс возникает ограничение полосы по ВЧ. Если земли
не соединять, то этот ток может замыкаться только лишь через паразитные емкости
первичка-вторичка силовых трансов анодного питания. Я
их мотаю так, что точка земли наиболее близка к сетевой обмотке. (Кстати, если сделать экран между сетевой и анодными обмотками, и
посадить его на землю, то этот экран как раз создаст нежелательную емкость).
Очень важно сделать проходную емкость силового трансформатора минимальной. Для
этого изоляцию от сетевой обмотки необходимо проложить максимально толстой.
