Ламповый Усилитель для Наушников — гори, гори, моя лампа

Попался мне на глаза симпатишный такой аскетичный ламповый усилитель для наушников. Однотактник с трансформаторным выходом. Входной каскад - обычный общий катод. Выход - однотактный катодный повторитель, нагруженный на трансформатор.

Ламповый усилитель для наушников - внешний вид

Собран красиво и аккуратно, спроектирован добротно, и звучать должен действительно здОрово, есть лишь одно "но": замечательная лампочка 12B4-A будет жить в данном дизайне очень недолго, её надо будет менять, опять менять, и опять...

Хороший усилитель

Автор разработки - дядечка в возрасте, электронщик-профессионал, даже профессор. Проектирует, собирает и продаёт много ламповой техники, явно весьма высокого качества. Я бы и за бесплатно его пропиарил, но не хочу устраивать анти-рекламу хорошему человеку. Выучка у разработчика того аппарата, похоже, старой закваски, небось в университете только лампы и изучал, и преподавал.

Удивительно, как много т.н. "ламповых гуру" не видят явных багов, которые разработчику, даже немного повозившемуся в своей жизни к примеру с микроконтроллерами, должны быть очевидны. Я имею в виду переходные процессы в системе в моменты запуска и остановки. Любой микроконтроллерщик с самого начала обучен обеспечивать надёжный сброс, а продвинутые ещё и всякие brown-out детекторы пользуют. Лампы же сбрасывать да обнулять вроде незачем. Вот и не выработана у ламповиков привычка думать в измерении, отличном от установившихся режимов.

 

Схема

Для начала предлагаю посмотреть на схему аппарата, немного помедитировать 😉 Второй канал я обрезал из соображений экономии места - каналы идентичны. На картинку можно "кликнуть", чтобы читались все подробности.

Схема лампового усилителя для наушников на 5751 и 12b4, однотактный, трансформаторный выход

 

Проблема

Рассмотрим собственно усилитель повнимательней.

Жгем 12B4-A на старте

Теперь давайте проделаем небольшой умственный эксперимент. При подаче питающего напряжения катоды ламп холодные. Соответственно через вакуум не может течь никакого сколько-нибудь заметного тока. Вопрос: какое будет в такой ситуации приложено напряжение к сетке V3? Чтобы ещё упростить задачку, давайте сотрём ничего не проводящую V1b и несущественную для нашего разговора обвязку.

Жгём 12b4 на старте: +200 вольт на сетке

Опытные товарищи могут заметить, что цепочка фильтра питания R6 C7 задержит подачу высокого напряжения на сетку V3. Увы, постоянная времени этой цепочки всего 0.2 секунды, так что она мало что меняет. Для сравнения - гарантированное время прогрева накала 12B4-A по документации составляет 11 секунд. Время же прогрева собственно катода намного больше (вот соберу свою лампомерку - обязательно опубликую результаты замеров). Жаль на другие лампы таких данных не приводят.

Итого: первые несколько секунд после включения аппарата на сетке и аноде ещё холодной V3 две сотни вольт относительно катода. Да, токи ограничены и лампа в потолок не улетит. Но ускоренная эрозия катода обеспечена.

Кстати, максимальное отрицательное смещение на сетке по документации RCA на 12B4-A не должно превышать 50 вольт. Про максимальное положительное сеточное напряжение они вообще ничего не пишут, видимо решив, что ни один уважающий себя пользователь их продукции не станет учинять такого издевательства над вакуумным прибором, достойным всяческого уважения и признания. Вполне допускаю, что при 200 вольтах напряжения сетка-катод могут происходить пробои. Большой энергии там не выделится - резисторы ограничат ток на уровне не более 2 мА. Но катод будет активно "побит молью".

 

Популярное решение

К счастью, в среде самодельщиков в последнее время приобрели популярность всевозможные устройства, обеспечивающие задержку подачи анодного напряжения после включения аппарата. Их ещё называют "УЗФ" - устройство задержки и фильтрации. Правда, в подавляющем большинстве исполнений, что мне довелось повидать - устройства те опасны (не защищены от перегрузок по току) и совершенно не помогают при выключении питания.

 

Красивое решение в дополнение

Более изящное решение было мною подсмотрено у одного мастера ламповой схемотехники из Америки, но скорее всего было известно ещё до него. Достаточно подключить скромный полупроводниковый диод между сеткой и катодом лампы. Конечно делать это стоит только если у этой лампы есть вероятность попасть в неприятную ситуацию, описанную выше. Диод подключаем анодом к сетке, катодом - к катоду лампы. Таким образом кремниевый диод откроется уже при 0.7 вольтах положительного смещения на сетке лампы, эффективно защищая лампу от сеточных токов и избыточных напряжений.

В нормальном же рабочем режиме при отрицательном потенциале сетки относительно катода диод будет закрыт. Собственная ёмкость диода подключается параллельно входной ёмкости лампы и слегка ухудшает частотные характеристики усилителя. Но в большинстве случаев этой дополнительной ёмкостью можно смело пренебречь, потому, что либо миллеровская ёмкость будет влиять на порядки сильнее, либо, как в случае катодного повторителя, влияние входной ёмкости практически ничтожно, во всяком случае в диапазоне звуковых частот и даже до сотен килогерц.

Увы, у диодной защиты есть один очень существенный недостаток: это же полупроводник в ламповом усилителе! Он же "портит звук". К сожалению, ещё очень многие фанаты ламповой техники молятся на идолов и совершенно не желают изучать техническую базу, принципы работы и потроха своих божков. Так что серьёзному инженеру придётся всё же считаться с этими верованиями и либо прятать те диоды, либо не использовать такой метод продления срока жизни вакуумных ламп.

 

Спорный вопрос

Раз уж Вы, дорогой читатель, добрались досюда - значит тема Вас интересует, и статья была написана не зря. Будьте столь любезны, потратьте ещё минуту-другую, оставьте комментарий: всё ли было понятно, согласны ли Вы с моими выводами, или вопрос так и остался спорным?

Соберите "группу поддержки" - пригласите друзей (кнопочки под статьёй, чтобы поделиться с друзьями в соц. сетях) - давайте вместе искать наиболее рациональное решение!

Всего Вам доброго, и долгих лет службы Вашим любимым приборам!

 

Комментарии ВКонтакте

28 thoughts on “Ламповый Усилитель для Наушников — гори, гори, моя лампа

  1. Здравствуйте Сергей! Ваше увлечение мне близко по духу, ведь я тоже увлекаюсь радиотехникой с детства. Последние 20 лет увлекаюсь проектированием и изготовлением акустических систем высокой верности звучания. Сейчас использую ламповый усилитель советского производства Корвет… класс к сожалению идентифицировать не удается , от времени надпись стерлась. Очень нравится ламповое звучание, по причине отсутствия ступеньки в нелинейных искажениях. У Вас по настоящему хороший и полезный сайт! Желаю всяческих успехов. Обязательно подпишусь на обновление Ваших статей.

  2. Эдуард, спасибо за позитив!
    Вот ведь как мир устроен: а я с детства увлекаюсь фотографией. Так что я теперь постоянный читатель вашего сайта. Решено: дружимся сайтами.

    Аппараты на лампах (за исключением совсем уж кривых случаев) просто обречены звучать хорошо, я эту тему в последние годы много копаю, постараюсь всё опубликовать, со временем, конечно. Там не только отсутствие переключательных искажений…

    Если есть хоть какие-либо зацепки — хотелось бы взглянуть на схему лампового Корвета?
    И про акустику было бы очень интересно пообщаться.

  3. Положительный потенциал сетки на непрогретой лампе ничем не хуже чем на аноде.

    • Aslany4, спасибо за коммент!

      Положительный потенциал сетки на непрогретой лампе ничем не хуже, чем на аноде — с точки зрения убиения катода при помощи ионной бомбардировки, тут я согласен с Вами полностью.

      Но немножко позанудствую, всё-же 🙂

      1) Надеюсь, Вы согласитель, что возможны-таки пробои при 200 вольт на сетке непрогретой лампы, тогда как такое же напряжение на аноде к пробоям уж точно не приведёт. ТУ просят больше 50В на сетку не подавать в принципе. Расстояние между катодом и сеткой в разы меньше, чем расстояние до анода. Следовательно — напряжённость поля выше.

      2) Лампы не переходят мгновенно из холодного состояния в прогретое. Надо смотреть, что происходит на момент запуска схемы. 12B4-A — одна из немногих ламп, для которых нормирована скорость прогрева накала. Поэтому я могу (и предпочту для пущей безопасности) предположить, что 5751 выйдет на режим немного позже. И тогда мы имеем уже здоровенный «+» на сетке на прогретой лампе.

      Да, статью явно надо дорабатывать… Буду рад продолжить общение 🙂 Спасибо!

  4. Думаю,что разработчик сабжевой схемы усилителя не мог быть не знаком
    со всем выше сказанным.Просто не хотел отступать от аудифильской стратегии минимализма.А вопрос продления жизни ламп уже вне концепции.

    • Ага! Вот теперь всё по-честному 🙂
      Я упёртый, и, хотя прекрасно понимаю, что «хайэндный концепт», видимо, правит балом, всё равно для меня сначала идёт инженерный здравый смысл, осознание происходящего, опыт. Например, прослушивание в аудио — критерий истины, и тут я только «за». Но вот заради одного «концепта» я не стану наступать на горло своему видению мира. К сожалению, многие за авторитетами «концептов» прячут лень, незнание, нежелание учиться (это, упаси Бог, не к Вам, Aslany4, это я уже так, мысли вслух).
      Спасибо, Aslany4, за такое открытое общение! Дискуссия физики-лирики — она может быть бесконечна. Я очевидно где-то между. И Вы мне очень помогаете осознать мою позицию и рамки…

      • Ох чует моё … — для отдельной статейки тема 🙂
        Вопрос-то филосовский!

        Авторитеты — они никогда не ошибаются, на то они и _общепризнанные_ авторитеты. Всё, что сказал, сделал или не сделал авторитет — истина и обсуждению не подлежит. Если у меня, по какой-либо причине, авторитетных «пойнтов» меньше, чем у того авторитета, на которого ссылается оппонент — спорить бесполезно.

        Но это если идти за массой, стереться в толпе. Если же позволить себе остаться личностью:

        Мне кажется, честнее оставить за живым человеком право на ошибку. Как авторитет, так и я — можем ошибаться. С такой позиции хотя бы можно вести дискуссию, докапываться до истины, спорить, что в итоге лучше звучит 😉

  5. Вообще,попал на твой сайт случайно(по поисковому запросу о каскодном
    источнике тока) и почувствовал какую то приятную волну, даже не могу
    объяснить словами.
    Сайт Джона Бруски я тоже почитываю иногда.Умный мужик,и делает полезное дело,но общаться с ним,лично у меня не возникает ни малейшего желания.Может быть конечно языковой барьер мешает,но души в его текстах я не вижу.

    • Во здОрово! Поругаешься, поспоришь яростно — а в итоге находишь родственную душу. Рад, спасибо за похвалы, ласковое слово — оно и … очень приятно 🙂 Спасибо за переход на ты — я всегда за простое общение.

      Было дело, как-то попытался завязать общение с Джоном Бруски, но, будем думать, мой e-mail тогда просто остался непрочитанным… Полностью согласен с твоей оценкой его творчества. Я просто стараюсь брать у «публичных» людей то, что мне нужно, а остальное не замечать или сухо брать на заметку, как самому не надо делать.
      У Бруски мне хочется моделировать (это приблизительно из нелперского жаргона), да что там — просто быть похожим:
      1) в упорстве, постоянстве, с которым он публикует свои фантазии
      2) детальный разбор схемотехники — у меня терпежу не хватает разжёвывать то, что «и так всем понятно»; а вот он разжёвывает, и он прав
      3) очевидно успешный маленький свой магазинчик 🙂

      Про источники тока: недавно раздобыл-таки depletion MOSFET’ов от IXYS, из Штатов привезли, эти жлобы даже на европу не продают почему-то (при этом: made in Germany). Вот с ними тааакие источники тока получаются — пальчики оближешь 😉

    • Катерина, а я во множестве других областей знания не разбираюсь. Ну и что? Кстати, у Вас замечательная тема сайта, и статьи у вас очень душевные. Главное, чтобы дело было своё, нравилось. Тогда, надеюсь — оно, дело это, обязательно станет надёжной ступенькой к цельной личности, полной радостной жизни.

  6. Pingback: Ошибки в схемах,разбор ламповой и транзисторной схемотехники | MyElectrons.ru

  7. Дорогой мой друг СерЁга ! С огромным удовольствием почитал твои умозаключения, на счет УЗФ, ну по поставь, поставь предохраниетл пред или после него и защита по току тебе обеспечена, что касается задержко питания анода — ну 4 детали и радость тебе, или кенотрон прикрути. и глаз радует и задерживает, но что я тебе хочу сказть, друг мой, нихрена с этой лампой от 200 вольт не будет, готво с тобой поспорить на что хочешь, давай поставим 2 лампы и будем одну юзать с задержкой другую так. разница в ресурсах будет настольок мизЕрной, что будет соизмерима с желанием поменять лампы на новые в связи с просадкой последних и желанием что нить обновить в своем аппарате…

    • ВадичО! Про УЗФы мы с тобою отдельную тему заведём, договорились?

      Будет что с 12B4A от +200 вольт на сетке в течение нескольких секунд в день или нет — проверять даже не хочу. Уж больно лампуля хороша да дефицитна.

      В статье просто хотел показать, что не стоит слепо следовать за авторитетами, головушку надо включать, и лучше дизайнить изначально без таких вот щекотливо-прожаривательных моментов.

  8. Интересно, куда делись все мои комменты? За что потерли меня ?

    • Вадич, ничто не потёрто!!! Просто не заглядывал я сюда какое-то время, а вордпресс комменты от новых людей по умолчанию просит подтвердить. И это правильно, ибо спама нынче — ужос сколько.
      Так радостно, что ты наконец добрался до моего уголка в Сети 🙂

  9. Спасибо- интересная статья. А чем данный агрегат отличается от Mapletree Ear?

    • Валерий, в точку! Только ну зачем же Вы вот так секреты разглашаете 🙂 Я тут ковыряюсь пальчиком в глазике маститых производителей не называя имён, чтоб никого не обидеть 😉

  10. Не понятно, откуда возьмётся эрозия катода при отсутствии тока.
    Разность потенциалов сама по себе эрозии не сорздаёт.

    • Именно о том и пытаюсь толковать в этой статье. Большинство рассматривают систему в статическом состоянии. Либо холодный катод, либо уже всё прогрето и давайте выставим рабочие точки. Но на момент старта аппарата всё течёт, всё меняется 🙂

      Ток БУДЕТ: катод-то прогревается, и в 12Б4 — достаточно быстро, а тут у нас на сеточке уже 200 вольт. Эрозия там, или вообще дуга — можно я не буду проверять на тех 12Б4, что есть в моей коллекции? 😉

  11. Здравствуйте!
    Скажем так: я почти не сталкивался с электронными устройствами на лампах, так как начал заниматься электроникой с приходом новой эпохи, и целесообразность использования ламп у меня вызывает сомнения. Но раз уж Вы ведете об этом такие дискуссии, я подразумеваю, что не обладаю данными знаниями. Хотя было бы интересно узнать о тех свойствах(превосходствах), которыми обладают лампы над электроникой нашего времени. Если можно — то пару ссылок на авторитетные статьи?! Может когда то я использую то безграничное разнообразие ламп оставленных мне отчимом!

    • Здравствуйте, Константин!

      Очень интересный запрос от вас 🙂 В ближайшее время постараюсь водрузить тут настоящий форум — будет много удобней общаться….

      О преимуществах вакуумных приборов в аудио на сегодня (исключительно моё личное мнение)

      Преимущества нетехнические:

      1) финансовое: народ готов платить МНОГО за лампы, потому что модно, потому что верят

      2) сенсорное: лампы красивые, тёплые, из стекла и металла, «настоящие», полупроводники же натурально не видать в готовых конструкциях

      Преимущества исторически-сложившиеся, чисто технические, точнее по сути схемотехнические привычки и их причины:

      А) натурально активный элемент в ламповых аппаратах работает в тщательно выбранной рабочей точке часто с колоссальным запасом по напряжению, а если исключить выходные каскады — то и по току. что естественным образом обеспечивает высокую линейность каждого отдельно взятого каскада.

      Б) естественным образом в ламповой схемотехнике просто не хватает усиления для введения глубоких петлевых ООС (почему ООС «убивает» звук — отдельная тема, давайте обсудим как только форум появится)

      В) на лампах наработана богатейшая база схемотехнических решений. в пику п.п. те же схемные решения, будучи применены в п.п. технике без глубокого понимания часто приводят к плачевным результатам.

      Г) Наличие якобы почти идеальных п.п. операционных усилителей, соблазн создать устройства с высоченным КПД, соблазн миниатюризации и т.д. и т.п. «преимущества» полупроводников ведут к схемотехническим компромиссам, совсем не в лучшую сторону влияющих на естественность процесса усиления и передачи сигнала. (тоже богатая тема для форума…)

      Просто отличие:

      *) несколько отличный от полупроводников характер искажений и шумов — вполне измеримо, но тут уж, как говориться, на вкус и цвет — фломастеры разные 😉

      Вот тут я ещё немножко пофилосовствовал на ту же тему: http://myelectrons.ru/tubes-vs-transistors-philosophy/

      С интересными ссылками, надеюсь, народ поможет со временем. Приветствуются материалы, где автор чётко разделяет техническую сторону вопроса, ощущенческие аспекты и отделяет это от аудиофильских закидонов и религии 🙂 http://myelectrons.ru/physics-lyrics-battle/

    • Константин, обязательно сберегите коллекцию! Уж на что я стараюсь не привязываться к вещам, а тот факт, что не сохранилась моя коллекция эпохи ламповых телевизоров — так и остался печальным следом в моей памяти 😉

  12. Что касаемо авторитетов,Сергей,я согласен,что люди живые и каждый имеет право на ошибку,но не все так просто,-не ошибаются они в мелочах,а ламповая техника для них-это мелочь.Они зачастую настолько халатно относятся к тому,что говорят или что делают,-просто диву даешься.Мне ,конечно,близка позиция Вадича,что ничего с этой лампой не сделается,но оговориться,что в оригинале у этого авторитета все зашищено-это выше его сил.Ну что Вы с такими мелочами………..ну надо же понимать………ну я Ввам основную идею………….все остальное Вы уж сами додумайте…………….У меня резко отрицательное отношение к таким авторитетам,учитывая и то,что заслуги-то их в применении лампы в типовом включении нет никакой.Так в чем авторитет?Авторитет,как я по-наивности думаю,-это тот,кого уважают за какие-либо достижения.

  13. Здравствуйте, Сергей! Последнее время много читаю про УНЧ. Собираюсь делать Ваш ушной, тот, что попроще на клетчатом листке из тетради. Насчет полностью лампового сомневаюсь. Вся пресловутая мягкость их (ламповых УНЧ, на мой взгляд, из-за большого, железного, сложного ТРАНСФОРМАТОРА
    на выходе, который режет высшие гармоники, затягивает фронты и все остальное…Вот гибридный (лампа 6н27п+полевики) попробую обязательно, как только найду лавку у нас в Москве, где их подберут парами.

  14. Во, умный человек зашел, правду сказал на счет ламп ! 🙂

  15. Лампы 6Н27П нашел в Сибири, шлют, полевики подобрали на Митинском. Так что вперед, звездам!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *