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.


Итак, по порядку.

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:


  • Как согласующее устройство между ЦАП и оконечным усилителем. Так, многие ЦАП не имеют выходного буфера и "капризны" до входного сопротивления последующего устройства. Предусилитель компенсирует это за счёт довольно высокого входного сопротивления ламповых каскадов с подачей сигнала на сетку. Ну и - куда же без этого - некоторое сглаживание "цифровых артефактов" + типичные "тёплые ламповые" искажения.
  • Для звукозаписи электронного музыкального инструмента, в т.ч. с высоким выходным сопротивлением или после цифрового устройства спецэффектов (гитарного процессора). Предусилитель поможет установить нужный уровень сигнала и - ну конечно же - "ламповый характер звучания".
    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.

    На всякий случай здесь же - назначение контактов у линейного стабилизатора.

    Ну и, наконец, сама конструкция.

    Подойдёт любой металлический корпус размером с пачку сигарет. В моём случае это был некогда D-Link Media Converter. При помощи конусного сверла я сделал два больших отверстия диаметром 22мм панельки. Монтаж решено было делать навесным. Для подобной конструкции печатная плата - это совершенно излишнее. С таким количеством радиоэлементов хватило всего две контактные колодки по 10 контактов, и те не были задействованы полностью.

    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.