Jest to strona hobbystyczna, więc nie wykorzystuję ciasteczek zapisanych na Twoim komputerze.  Ale oczywiście w każdej chwili możesz je wyłączyć w swojej przeglądarce.
 

        strona główna

                                   www.skarabo.net        

skarabo.net

moje projekty >> projekty lampowe > prosty bufor lampowy

moje projekty  >> projekty lampowe >
  I preamp Mini I preamp 1/2 I preamp Nr 1 I preamp Nr 2 i 3 I preamp RIAA I bufor I słuchawkowy OTL I gitarowiec I wzmacniacz SE I wzmacniacz PP I triodowiec I  
triodowy słuchawkowiec OTL I wzmacniacz PP, klasa A I


Prosiaczek w domu, czyli o buforze lampowym


Tańszym rozwiązaniem niż zakup nowego wzmacniacza jest użycie bufora lampowego, który wpina się pomiędzy odtwarzacz CD a wzmacniacz. Bufor nie jest kompletnym lampowym wzmacniaczem mocy, tylko ma "psuć charakterystykę" klasycznego wzmacniacza półprzewodnikowego, żeby uzyskać charakterystyczny "lampowy", ciepły dźwięk. "Dźwięk lampowy" to głównie efekt różnego typu zniekształceń, w szczególności parzystych harmonicznych.

Jeżeli się nie mylę, to modę na bufory lampowe wylansowała w latach 90-tych ubiegłego wieku angielska firma Musical Fidelity swoim "prosiaczkiem" X10D, opartym na dwóch lampach ECC88. Ta pieszczotliwa nazwa bufora wzięła się stąd, iż lampy zamknięte są w nieco dziwnej obudowie w kształcie walca, stąd skojarzenie ze świnką. Bufor lampowy ma złagodzić ostre brzmienie, szczególnie tańszych zestawów, dodać nieco ciepła i czaru słuchanej muzyce.

 

Wpływ bufora na dźwięk zestawu audio wywołuje wiele kontrowersyjnych opinii. U jednych słychać poprawę, u innych nie. Jedni są zachwyceni, inni z kolei rozczarowani. 
Ale sądzę, że bez względu na to, czy ten bufor będzie miał rewelacyjny wpływ  czy nie, to i tak warto go zbudować, bowiem jest świetną zaprawą do rozpoczęcia przygody z lampami.
Buforek pracuje przy niskim napięciu, więc jest bezpieczny, a koszt elementów, przy odrobinie zaradności nie zrujnuje domowego budżetu. A zabawa podczas testów i odsłuchów jest przednia.


O buforze 

Prezentowany bufor nie jest kopią "prosiaczka" Musical Fidelity lecz spełnia podobną rolę. Jest układem najprostszym z możliwych - do jego budowy wystarczy jedna, podwójna trioda małej mocy. Do zasilania tej lampy użyjemy jednego napięcia zmiennego12V, uzyskanego z transformatora małej mocy. Bufor ten, to po prostu wtórnik katodowy - jego odpowiednikiem w technice tranzystorowej jest wtórnik emiterowy. Ma wysoką impedancję wejścia i niską wyjścia. Impedancja wyjścia w przybliżeniu wynosi Rwy= 1\Sa. Sa to nachylenie charakterystyki, podawane w katalogu lampy. W przypadku ECC 88 (PCC88) Sa wynosi 12,5V/V, tak więc impedancja wyjścia wyniesie ok. 80 omów. Wtórnik nie wzmacnia napięcia sygnału, (nawet go nieco osłabia), ale ma znaczny współczynnik wzmocnienia prądowego. Dzięki niskiej impedancji wyjścia doskonale nadaje się jako separator stopni, bufor, czy nawet stopień końcowy. Nasz wtórnik katodowy ma szerokie pasmo przenoszenia, a charakterystyka wzmocnienia jest płaska, praktycznie od 10 Hz do 200 kHz. (z lewej, powyżej - schemat  ECC88, połączenia od dołu, od strony nóżek)


Niektórzy z Was będą próbowali stosować w buforze popularną lampę  ECC 81 czy 82. Niestety, nie da się w prosty sposób zamienić tych lamp zamiast ECC88, z kilku względów:
- po pierwsze, lampy te wymagają wyższych napięć anodowych (nominalne napięcie  to 250V, w porównaniu do 90V dla ECC88). Natomiast  ECC83 może być zasilana dość niskimi napięciami anodowymi, kosztem jednak wyższych zniekształceń.
- po drugie, lampy ECC81-83 mają inne wyprowadzenia żarzenia - na nóżki 4-5 należy podawać napięcie żarzenia 12,6V. By zasilać je niższym napięciem, 6,3V, należy żarniki połączyć równolegle. Czyli napięcie 6,3V należy doprowadzić do ZWARTYCH nóżek 4-5 i do nóżki nr 9.
 W lampie ECC88 nóżkę 9 najczęściej zwieramy do masy, jest to bowiem ekran pomiędzy triodami, natomiast w lampach ECC81-83 jest wyprowadzeniem środka żarnika. 
Ponieważ płytka jest przystosowana do zasilania  lamp ECC (PCC)88, należałoby przerobić płytkę tak, by móc zasilać te lampy napięciem 6,3V. 
Ale, gdyby w Twoim buforze udało się  uzyskać napięcie żarzenia12,6V (+/-5%) (będzie to zależało, jakim napięciem z transformatora będziesz zasilał bufor), to bez problemu możesz zastosować  ECC83 (przynajmniej jeśli chodzi o zasilanie żarzenia). 

( z lewej schemat lamp ECC81-83 - rysunek połączeń OD DOŁU lamp)

Krótko o działaniu 

Sygnał wejściowy, przez kondensator C10 przechodzi do siatki lampy. Siatka jest spolaryzowana napięciem ujemnym względem katody, uzyskanym z dzielnika rezystorowego R4 i R3 które poprzez rezystor R1, "przedostaje" się na siatkę, polaryzując ją o spadek napięcia uzyskany na rezystorze R4. W naszym przypadku jest to ok. (-)1V. Zmieniając wartość tego rezystora, zmieniamy prąd anodowy płynący przez lampę (zmieniamy "punkt pracy"). Przesuwając punkt pracy lampy w kierunku zagięcia charakterystyki zwiększamy ilość harmonicznych, co daje zmianę charakteru dźwięku. Dokonujemy tego za pomocą rezystora R4 którego wartość możemy zmieniać od 0 do kilku kiloomów.
Jak pamiętamy, wtórnik pracuje w klasie A, przez lampę płynie cały czas prąd anodowy, którego wartość zależy od rodzaju lampy, napięcia anodowego, od napięcia polaryzacji siatki, oraz wartości rezystorów katodowych. Wejściowy sygnał zmienny moduluje napięcie siatki, które z kolei moduluje prąd anodowy lampy. Wyjściowy sygnał zmienny pobierany jest z katody lampy i przez kondensator C11 podawany do wyjścia.  (z lewej - schemat - dwa kanały)

Lampa 
Najłatwiej chyba zdobyć niskonapięciową lampę ECC88 o napięciu żarzenia 6,3V i prądzie żarzenia 365 mA lub jej "telewizyjny" odpowiednik PCC88. Ta ostatnia ma nieco wyższe napięcie żarzenia, które wynosi około 7,2 -7,6V. Około, ponieważ ważniejszy jest tutaj prąd żarzenia, który powinien wynosić 300 mA (+/-5%). ECC88 ma "lepszą" wersję - E88CC. Inne odpowiedniki tej lampy to: amerykańska 6DJ8, rosyjska 6N23P. 
Eksperymentowałem także z popularną lampą budowaną specjalnie z myślą o audio, ECC83 z niezłymi wynikami. Lampa ta także może pracować przy niskich napięciach anodowych (chociaż "standardowe" napięcie to 250V, niższe napięcie zasilania powoduje wzrost zniekształceń). Ma duże wzmocnienie, chociaż w tym układzie to nieistotne, ponieważ bufor ma wzmocnienie napięciowe mniejsze od jedności. Ma też duży opór wewnętrzny, co jest mniej korzystne, powoduje bowiem wzrost zniekształceń harmonicznych, ale to z kolei dla niektórych może być zaletą, bowiem dźwięk staje się bardziej  "lampowy". Jeżeli masz taką lampę, możesz jej użyć praktycznie bez zmian w układzie (na czas prób), jedynie rezystor redukcyjny R11 będzie miał inną wartość. ECC83, w przeciwieństwie do ECC88 (i E88CC) ma  napięcie żarzenia 12,6V (+/-5%, podawane na nóżki 4-5). Dlatego rezystor R11 będzie miał dużo mniejszą wartość, czasem wystarczy zwora. W tym przypadku nóżkę "9" podstawki NIE NALEŻY łączyć z masą.


Lampy serii ECC88 są dość przeźroczyste dla sygnału, a układ wtórnika daje szerokie pasmo przenoszenia, w związku z tym, różnice w dźwięku zestawu audio z buforem i bez mogą być minimalne. 
Bywają jednak wzmacniacze, z którymi bufor świetnie się sprawuje, słychać wyraźną poprawę (zmianę) dźwięku.
Nieco inną barwę dźwięku można usłyszeć po zamianie ECC88 na ECC83 (pamiętając oczywiście o różnicach w układzie żarzenia tych lamp).

Jeżeli użycie ECC83 bardziej Cię zadowoli i zdecydujesz się zostawić tę lampę, to warto pomyśleć o "doszlifowaniu"  punktu pracy czyli o zmianie wartości rezystorów  R4, R3 (R4A, R3A). W Twoim układzie wartości rezystorów mogą być nieco inne niż na schemacie, ale na początek spróbuj ZMNIEJSZYĆ wartość rezystora R4 i R3 najpierw o połowę i zmierz spadek napięcia na rezystorze R4. Należy dążyć do tego, by spadek napięcia na tym rezystorze wynosił ok.0,8- 1 V. Możesz do prób użyć potencjometru zamiast R4 o wartości 1k, a potem wlutować odpowiedni rezystor. 
Wiem że takie kolejne wylutowywanie i wlutowywanie rezystorów jest uciążliwe, ale nie mam pojęcia jakie parametry napięcia anodowego czy żarzenia będziesz miał w swoim układzie, stąd nie mogę podać dokładnych wartości elementów. Pozostają praktyczne próby. 

Zasilanie 

Układ zasilany jest napięciem zmiennym z transformatora o mocy ok. 10 W i napięciu pracy 11-13 V. Napięcie to służy tak do zasilania żarzenia, jak i do zasilania anody lampy. Napięcie żarzenia o wartości ok. 6,3 V (+/- 5%) uzyskuje się z prostownika jednopołówkowego (dioda D1 i D2) a po odfiltrowaniu (C7...C9) za pomocą rezystora R11 redukuje do wymaganej wartości. Rezystor ten powinien mieć moc 3-5 W, ze względu na sporą ilość ciepła wydzielającą się na rezystancji
Jego wartość należy dobrać doświadczalnie, tak by otrzymać odpowiednie napięcie lub prąd żarzenia.
Uwaga - rezystor redukcyjny mocno się grzeje!
Wysokie napięcie anodowe uzyskuje się z powielacza napięcia 

Oczywiście, wyższe napięcie anodowe jest korzystniejsze ze względu na mniejsze zniekształcenia. Można go uzyskać poprzez dodanie jeszcze jednego stopnia powielacza (powielanie poczwórne) lub poprzez zwiększenie napięcia transformatora zasilającego - np. na 18-24V. Ale wtedy musimy  zastosować kondensatory na odpowiednio wyższe napięcie (większe rozmiary) oraz o tym, że wyższe napięcie transformatora zasilającego należy zredukować do wymaganego napięcia żarzenia lampy (pamiętamy bowiem, że zasilanie napięciem anodowym i żarzenia jest wspólne, z jednego napięcia transformatora). Aby zredukować wyższe napięcie zasilające do np. 6,3V należy stosować rezystor redukcyjny R11 o dużej mocy, ponieważ podczas pracy tracona będzie na nim duża moc. Tak więc, proponuję pozostać na sprawdzonym układzie  i zasilaniu go napięciem ok 12V. 


Wielu początkujących konstruktorów ma problemy ze zrozumieniem zasady działania rezystora redukcyjnego żarzenia (R11).
Próbują uzyskać właściwe napięcie żarzenia (6,3V) dobierając rezystor ale bez lampy.
Jest to niemożliwe, bowiem redukcja czyli spadek napięcia na rezystorze redukcyjnym (R11) następuje tylko i wyłącznie wtedy, gdy przez obwód żarzenia PŁYNIE prąd!
Na rezystorze redukcyjnym odkłada się wtedy część napięcia, którego wartość będzie zależała od wartości rezystora i od płynącego prądu (wg wzoru U=I/R). Tak więc napięcie zasilające rozłoży się na dwóch elementach: część na rezystorze R11, a pozostała część zasili żarnik lampy.
By prawidłowo zasilać lampę, należy włożyć lampę do podstawki, włożyć wstępnie dobrany rezystor (np. 47 omów), włączyć zasilanie. 
Po rozgrzaniu się lampy zmierzyć napięcie zasilające żarnik na nóżkach 4-5 i ewentualnie dokonać korekcji wartości rezystora - zmniejszyć lub zwiększyć jego wartość. Można to zrobić za pomocą innego rezystora o mniejszej lub większej rezystancji, lub dodając - łącząc szeregowo lub równolegle - inne rezystory.

Rezystor redukcyjny czasem mocno się grzeje, pamiętajmy by miał odpowiednią moc.


Powielacz napięcia

Najprostszym powielaczem jest podwajacz napięcia, lecz gdy żądane napięcie będzie zbyt małe, musimy użyć powielacza napięcia. W tym przypadku użyłem potrajacza napięcia, który na biegu jałowym daje napięcie ok. 60V. Po obciążeniu napięcie wyjściowe zmniejszy się. Wadą powielaczy jest silna zależność napięcia wyjściowego od obciążenia i niezbyt duża wydajność prądowa, zależna głównie od pojemności kondensatorów elektrolitycznych. Powielanie napięcia realizowane jest na diodach D2, D3, D4 i kondensatorach C1, C2, C3. Napięcie zmienne jest powielane (i przy okazji prostowane) 4 - 5-krotnie (mimo że jest to potrajacz), w naszym przypadku do 50-60 V. Podczas pracy lampy, napięcie spada do ok. 45-48 V. Są powielacze zwiększające napięcie wielokrotnie, np. w telewizorach do zasilania kineskopów napięcie jest powielane do kilkudziesięciu kV. 
Powielone i wyprostowane napięcie jest jeszcze wygładzone w filtrze składającym się z diody D5, rezystora R2 i kondensatorów C4-C6 i dopiero wtedy podawane na anody lampy. Dioda D5 w zasadzie nie jest potrzebna, ale bez niej, po dołączeniu kondensatorów filtrujących (C4-C6) zdarza się że zasilacz pracuje niestabilnie. 

Płytka bufora 

Układ bufora zmontowany jest na jednostronnej płytce drukowanej. Lampa umieszczona jest na podstawce typu noval (9 nóżek) wlutowanej na płytce. Ponieważ spotyka sie podstawki o różnych rozstawach nóżek, na rysunku płytki to uwzględniłem. Lampa ze względu na to, że jest źródłem sporej ilości ciepła, oddalona jest nieco od wrażliwych na ciepło elementów (kondensatorów elektrolitycznych).
Sygnał do wejścia i wyjścia powinien być prowadzony kablem ekranowanym, gdzie ekran jest przylutowany do masy bufora. Bufor można obudować i stosować jako samodzielne urządzenie, lub wbudować do odtwarzacza CD - jeżeli będzie w nim trochę miejsca, a okres gwarancji już się skończył. Jeżeli na wejściu bufora damy potencjometr np. 50-100k/B, to otrzymamy najprostszy przedwzmacniacz lampowy, który wprawdzie nie wzmacnia sygnału, ale może być użyty do regulowania sygnału (głośności) z odtwarzacza CD współpracującego z końcówką mocy.
Płytka ma niewielkie wymiary: 80x65 mm

Elementy bufora 


L - lampa ECC88 lub jej odpowiednik 
R1, R1A - 350-470k, R2, R2A - 100-200 omów,  R4, R4A - 0,6-0,8k, R3, R3A - 5k, R5, R5A - 130k-170 k,
Dla ECC83 proponuję: R4, R4A - 1,2-2k.

C10, C10A - 100 nF/63V, C11, C11A - 470 nF/63V
Powielacz 
R11 - 20-50 omów/5W - dobierane,
R12 -0,3-0,5k C1, C2, C3 - 1000 mikroF/35V, C4, C5 - 1000 mikroF/63V, C6 - 100 nF/63V, C7, C8 - 1000 mikroF/16V C9 - 100 nF/16V,
D1-D5 - diody prostownicze 1A 
Transformator 10VA/12V.

Z lewej - płytka widziana od strony elementów. 
Płytka drukowana w wersji do termotransferu (nie jest to lustrzane odbicie).
Płytka została dostosowana do dwóch typów lampowych podstawek   (noval) o różnym rozstawie nóżek. Można wywiercić otwory tylko do takiej podstawki, jaką posiadamy.

(Ze względu na to, że wykonałem kilka wersji płytek drukowanych, rysunek płytki może się różnić od zdjęcia płytki buforka).


Umieszczenie elementów, prowadzenie masy i ścieżek może być inne, być może lepsze, dlatego warto szukać własnych rozwiązań.

Rezystor R11 ma za zadanie zredukować napięcie zasilające do wymaganego napięcia żarzenia 6,3V, lub 12,6V. Ponieważ zredukowanie napięcia powoduje wydzielanie się sporych ilości ciepła, rezystor powinien mieć większą moc (min. 5W) i możliwość odprowadzenia ciepła tak, by od rezystora nie rozgrzewały sie inne elementy, szczególnie kondensatory elektrolityczne. Jego wartość należy dobrać doświadczalnie, w zależności jakie napięcie ma zredukować. W moim przypadku jego wartość wynosi 33 omy dla lampy PCC88 i transformatora 12V, natomiast dla lampy  ECC83 zasilanej napięciem żarzenia 12,6V - ok. 16 omów. Rezystor można wlutować do płytki, lub wlutować zacisk CON2 i rezystor zamontować w większej odległości od płytki.

Uwaga  - w Polsce  napięcie sieci podniesiono do 230V, w związku z tym na wyjściu transformatora napięcie może być wyższe niż 12V, jeżeli masz transformator jeszcze ze starych zapasów, nawinięty na obowiązujące wówczas 220V. 
Nie będzie to problemem, dopóki powielone napięcie nie przekroczy napięcia pracy kondensatorów - sprawdź wartość napięcia na biegu "jałowym", czyli bez lampy. 

Inne zastosowania bufora

Andrzej proponuje nietypowe zastosowanie bufora:


Od jakiegoś czasu w internecie czytałem przeróżne opinie na temat wpływu bufora na dźwięk. Zdecydowałem się w końcu sam to sprawdzić. Wykonałem takowy i muszę powiedzieć że jestem pod wrażeniem. Dźwięk z CD  stał się inny - lepszy. Poszedłem dalej i wmontowałem go jako pętlę efektów do Marshala (wzmacniacz gitarowy) pomiędzy przedwzmacniacz, a końcówkę. Nadmieniam że to Marshall tranzystorowy VS8020. Włączyłem efekt i gitarę  i szok był jeszcze większy. Gitara dostała sustainu i nie mówię tu o przesterach tylko o czystym kanale. Barwa stała sie wyraźnie ciepła i przede wszystkim bas stał się bardziej głęboki. Myślę, że jest to alternatywa na dla tanich piecy gitarowych zwłaszcza, że zwykle nie mają pętli efektów.
Użyłem lampy E88CC. Ciekaw jestem efektu na ECC83 ale raczej będzie tylko lepiej.
Napisałem o tym do Pana bo pana artykuły są autorytetem w tej dziedzinie w internecie i warto młodym podpowiedzieć że ten bufor może w różnych konfiguracjach pracować dając dużo radości. Nawet podłączenie gitary poprzez niego do wzmacniacza daje fajny efekt z tym, że trzeba pokręcić gałką głośności, bo to już nie ta czułość, ale efekt lampy jest wyraźnie widoczny, bardziej widoczny niż w preampie Behringera mic 200.
Bufor który wykonałem zasilany jest napięciem 150V, bo wykonałem go z tego co mi pozostało z części po warsztacie radiowo-telewizyjnym, który kiedyś prowadziłem. Miałem zespolone kondensatory z telewizorów więc zasilacz wykonałem klasyczny nie jak w Pana przykładzie za pomocą powielacza. Oczywiście zgadzam się że bufor nie daje wzmocnienia, a moje zastosowanie go w układzie wejściowym gitary było tylko spowodowane ciekawością. 
Świetnie sprawdził się jako układ pętli efektów wmontowany pomiędzy końcówkę mocy i przedwzmacniacz w Marshalu. Jego współpraca z efektami jest lepsza niż w fabrycznej wersji Marshala VS8080. No ale po to jest  właśnie bufor żeby dopasowywał międzystopniowo.
Andrzej Jasica


Grzegorz Kumorowicz zbudował bufor w starannie wykonanej obudowie. Zobaczcie

Bibliografia

Bezpieczeństwo:

Zanim zaczniesz pracować z wysokimi napięciami, poczytaj o skutkach działania prądu na organizm człowieka na stronie "Bezpiecznie!"

Bądź ostrożny! Zawsze pracuj uważnie i z wyobraźnią.

Urządzenia elektroniczne zwykle są zasilane z sieci 230V. 
Napięcie sieciowe jest niebezpieczne, dlatego stosuj przemyślane rozwiązania swoich konstrukcji tak, by nie narazić siebie i innych użytkowników na porażenie prądem elektrycznym! 
 

W urządzeniach lampowych występują wysokie napięcia. Wszelkich regulacji dokonuj przy wyłączonym zasilaniu i po rozładowaniu kondensatorów wysokonapięciowych!

Lampy i niektóre rezystory rozgrzewają się do wysokiej temperatury.  Łatwo o poparzenie!


moje projekty  >> projekty lampowe >
  I preamp Mini I preamp 1/2 I preamp Nr 1 I preamp Nr 2 i 3 I preamp RIAA I bufor I słuchawkowy OTL I gitarowiec I wzmacniacz SE I wzmacniacz PP I triodowiec I  
triodowy słuchawkowiec OTL I wzmacniacz PP, klasa A I


powrót do góry >

I strona główna I audio-retro I moje projekty I w wolnym czasie I warto odwiedzić I  

©  2000 - 2012 | Projekt strony: S.C.  |  Wszelkie prawa zastrzeżone