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 > przedwzmacniacz "Nr 2" i "Nr 3"

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


Przedstawiam dwa kolejne projekty prostych przedwzmacniaczy lampowych. Pierwszy projekt przedwzmacniacza, który nazwałem "Nr 1" oparty jest na układzie dwóch triod połączonych równolegle i charakteryzuje się dość łagodnym, chociaż szczegółowym brzmieniem. Taki układ wykorzystała angielska forma Audio Note w kilku swoich konstrukcjach. 
Obecne konstrukcje są oparte o inne układy lampowe:  układ z obciążeniem aktywnym (tzw. SRPP) i układ "wspólna anoda-wspólna katoda (WK-WA)". 


"Nr 2" i "Nr 3"


 Chciałbym Wam zaprezentować dwa układy przedwzmacniaczy: 
- przedwzmacniacz w układzie "wspólna katoda z obciążeniem aktywnym", który nazwałem "Nr 2" oraz -  w układzie  "wspólna katoda-wspólna anoda", który nazwałem "Nr 3". 
Układy te są bardzo często stosowane jako przedwzmacniacze w konstrukcjach wzmacniaczy lampowych.
Każdy z nich ma pewne właściwości, które odróżnia je od siebie, ale ponieważ płytka drukowana na której są zbudowane pozwala na łatwą zmianę elementów i zbudowanie jednego lub drugiego przedwzmacniacza,  omawiam je razem na tej stronie.  

 Jakie lampy?

Do zbudowania obu przedwzmacniaczy (Nr 2 i Nr 3) można użyć wiele podwójnych triod małej, a nawet średniej mocy. Popularną, niezbyt drogą i łatwo dostępną jest niskonapięciowa podwójna trioda ECC88 lub jej odpowiedniki: E88CC, E188CC, amerykańska 6DJ8 czy rosyjska 6N23P (pisownia polska).

ECC88 oprócz niskiego napięcia zasilania ma inne zalety: niskie szumy, dobrą liniowość, duże nachylenie charakterystyki (co objawia się dużą czułością na niewielkie zmiany napięcia sygnału) a także średnie wzmocnienie, ok. 33x.
Napięcie żarzenia wynosi 6,3V, prąd żarzenia - 0,365A.
Lampy E88CC lub E188CC są lepszą wersją ECC88, mają większą trwałość i nieco lepsze parametry, np. napięcie zasilania na anodzie może być wyższe - nawet 220V. 
Przy napięciu żarzenia 6,3V prąd żarzenia też jest niższy, dla E88CC wynosi 0,3A, dla E188CC wynosi 0,335A.
Producenci podają w katalogu każdej lampy więcej danych - typowych i  granicznych wartości napięć i prądów, warto zapoznać się z nimi, przeglądając dane katalogowe lampy. Karty katalogowe (data sheet) znajdziesz na stronie Franka: www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/index.html.

Gdy użyjemy ECC88, to napięcie zasilania na anodzie lampy  nie powinno przekraczać 130V. Napięcie to mierzymy pomiędzy ANODĄ a KATODĄ danej lampy (nóżki 1-3 oraz 6-8 druga trioda). Chodzi o to, aby nie przekroczyć napięć maksymalnych podanych w katalogu lampy, oraz  mocy strat, która wynosi 1,8W dla ECC88. Do obliczenia czy nie przekroczyliśmy maksymalnej mocy strat musimy znać różnicę napięć pomiędzy anodą i katodą każdej lampy jak i prąd katodowy płynący przez lampę.

W zasadzie bez większych przeróbek można zastosować 6N6P (jednak wymaga mocniejszego zasilania żarzenia, bo obie lampy pobierają aż 1,5A prądu). Typowe napięcie anodowe dla tej lampy to 120V. Prąd anodowy powinien być nieco większy (np. ok. 10 mA) - zwiększamy go ZMNIEJSZAJĄC nieco wartość rezystorów katodowych. Wzmocnienie tej lampy wynosi ok. 20x.

ECC85 ma ma duże wzmocnienie, ok. 60x i taki sam układ wyprowadzeń jak ECC88, ale wymaga wyższego napięcia anodowego - 230-250V, oraz korekty rezystorów katodowych R14, R16  tak by prąd anodowy każdej triody wynosił 5-8 mA.
 
6SN7 lub rosyjski zbliżony odpowiednik 6N8S (6H8C)  pod względem charakterystyk zbliżone są do ECC82 .
Należy zastosować wyższe napięcie anodowe (np. 250V), inne rezystory katodowe i anodowy. Ma wysoki prąd żarzenia 0,6A przy napięciu 6,3V. Lampa wymaga podstawki typu oktal.  Próbowałem zastosować 6N8S, ale mocno mikrofonują  więc przestałem walczyć z tymi lampami. Może Tobie się uda?


Przy zmianie zasilania żarzenia  oraz po dobraniu prądu anodowego każdej triody (5-8 mA), przy  napięciu zasilania ok. 250V można zastosować bardzo dobre i łatwo dostępne ECC81 lub  ECC82
Lampa ECC81 ma dość wysokie wzmocnienie, ok. 55, natomiast ECC82 - 17. Ta ostatnia wydaje się być lepsza do naszych zastosowań.
Użycie tych lamp wymaga zwiększenia napięcia żarzenia do 12,6V pomiędzy nóżkami 4-5. Gdy mamy do dyspozycji tylko żarzenie 6,3V, zwieramy nóżki 4-5 ze sobą, a napięcie podajemy pomiędzy  te zwarte nóżki (4-5) a nóżkę 9. 
Zwróć uwagę na różnicę pomiędzy zasilaniem lamp ECC81-83 a ECC88.
Nóżka 9 w przypadku ECC88 to wyprowadzenie ekranu który rozdziela triody w bańce lampy (można  go zewrzeć do masy), natomiast w przypadku ECC81-83  nóżka 9 to wyprowadzenie środka układu żarzenia, dzięki czemu można je zasilać napięciem 12,6V lub 6,3V.
Popularna ECC83 ma bardzo duże wzmocnienie (teoretycznie 100 praktycznie ok. 60), mały prąd anodowy i dużą impedancję wyjścia, więc najmniej z tych lamp nadaje się do tego przedwzmacniacza, chociaż oczywiście eksperymentować możesz. 
Owszem, w układzie przedwzmacniacza jest bardzo często (może najczęściej?) stosowana, ale w takich układach, które wykorzystują w pełni jej parametry. Natomiast preamp Nr3 z założenia ma być uniwersalnym przedwzmacniaczem, do zastosowań w różnych (nieznanych, przypadkowych) układach, więc gdy użyjesz ECC83, stosuj ją świadomie, znając jej zalety i ograniczenia.

Jak widzisz, wybór lamp masz duży, co więcej, możesz stosować jeszcze inne triody dobierając odpowiednio napięcia: żarzenia i anodowe oraz dobierając punkty pracy (np. według danych katalogowych - dane te znajdziesz na stronie Franka: www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/index.html ). 
Oczywiście wtedy musisz sam zaprojektować płytkę drukowaną, lub stosować montaż przestrzenny. 


Układ przedwzmacniacza "Nr 2"

Układ Wspólnej Katody z obciążeniem aktywnym prezentowałem na stronie O lampach cz. IV więc nie będę go teraz dokładniej omawiał. Przybliżę tylko kilka szczegółów istotnych w tej konstrukcji.
Do budowy przedwzmacniacza użyłem "tradycyjnie"  ECC88, która to ze względu na małe szumy, duże wzmocnienie, dość duży prąd anodowy, niskie napięcie pracy i czysty, klarowny dźwięk dobrze nadaje się do budowy przedwzmacniacza. Eksperymentowałem też z dobrymi wynikami, z lampami ECC82,  rosyjską 6N8S (ładny dźwięk, lecz kłopoty z mikrofonowaniem), 6N6P i wieloma innymi, mniej popularnymi typami triod małej mocy. 

Zobaczmy na schemat. Sygnał z wejścia We przez potencjometr P, kondensator C1 i rezystor R2 trafia na siatkę S triody  L1 modulując prąd anodowy (czy - inaczej - katodowy) tej lampy. Lampa L1 pracuje w typowym układzie wzmacniacza oporowego (wspólna katoda). Z anody lampy pierwszej pobierany jest sygnał i podawany na siatkę S' lampy L2. Druga trioda  L2 stanowi obciążenie aktywne dla lampy L1 (stąd nazwa). Wzmocniony sygnał przez kondensator C2 podawany jest na wyjście przedwzmacniacza.
Układ ten ma wysoką impedancję wejściową, stosunkowo niską impedancję wyjściową, dość szerokie pasmo przenoszenia i  wysokie wzmocnienie, zależne od typu lampy.
Ponieważ triody dla napięcia zasilającego połączone są szeregowo, dlatego musi być ono odpowiednio wysokie. 
Układ jest prosty i co najciekawsze, nie potrzeba oddzielnie dopasowywać punktów pracy każdej lampy za pomocą rezystorów katodowych i anodowych.

W przypadku użycia typowych lamp jak ECC88, ECC81-83 czy rosyjskich zbliżonych odpowiedników, dobieramy odpowiedni prąd katodowy za pomocą regulacji napięcia anodowego (zasilającego) i rezystorów R3, R4, które zwykle mają jednakową wartość. Wartość rezystancji jaką spotyka się na schematach układów fabrycznych wynosi 0,4-1k Jedynie dla ECC83 jest wyższa i wynosi 1-2,2k.
Zależność jest taka, że wyższa wartość rezystancji to większe wzmocnienie i niższa impedancja wyjścia.
Tak więc regulacja jest prosta, dajemy np. rezystory R3 i R4 o wartości 470 omów i możemy eksperymentować wkładając różne typy lamp. Ewentualne regulacje prądu anodowego dokonujemy za pomocą regulacji napięcia zasilającego (anodowego).
Oczywiście, jak to w życiu bywa, nic nie jest takie proste, spotkamy się w pewnymi problemami, które omawiam poniżej


Wysokie napięcie na katodzie

Szeregowe połączenie lamp niesie ze sobą pewien problem. Zauważ, że anoda dolnej lampy połączona jest  przez rezystor o niewielkiej wartości, z katodą lampy górnej. Przy szeregowym łączeniu elementów napięcie zasilające, jak wiemy rozkłada się proporcjonalnie do wartości rezystancji tych elementów. Tak więc na katodzie lampy górnej występuje wysokie napięcie względem masy, czasami nawet większe od połowy napięcia zasilającego. W takim układzie katoda górnej lampy na wysokie napięcie względem żarnika, który zwykle jest połączony z masą. Implikuje to dwa niekorzystne zjawiska:
1. Przy napięciu wyższym niż napięcie przebicia katoda-żarnik, może wystąpić przebicie do żarnika. Napięcie przebicia zwykle wynosi 50-100V, jedynie w przypadku triod specjalnie przystosowanych do pracy w układach kaskodowych jest wyższe, (np. dla  ECC88 napięcie przebicia wynosi 150 V).
2. Przy wysokim, dodatnim  napięciu na katodzie, pomiędzy nią a żarnikiem powstaje dioda, gdzie żarnik staje dodatkowym emitentem elektronów dążących do katody, która je przyciąga ze względu na wysoki, dodatni potencjał względem żarnika. Takie, "dzikie" elektrony powodują niekontrolowany wzrost prądu anodowego co objawia się głównie zwiększeniem szumów.
Środkiem zaradczym jest podniesienie napięcia także na żarniku lamp, tak by różnica napięć pomiędzy katodą a żarnikiem była mniejsza. W tym celu, w zasilaczu napięcia anodowego zastosowano dzielnik rezystorowy (R16, R17), na którym uzyskuje się napięcie ok. 30-50V względem masy  i następnie napięcie to podaje na żarniki lamp. Żarniki w tym przypadku muszą być odizolowane od masy. Przeanalizuj schemat zasilacza, jak sądzę wszystko jest jasne. Zauważysz też, że o ile w przypadku lampy górnej, różnica napięć pomiędzy katodą a żarnikiem zmniejszy się, to w przypadku lampy dolnej sytuacja stanie się odwrotna - żarnik będzie miał wyższy potencjał niż katoda. Dlatego napięcia na żarnikach podnosi się metodą "złotego środka". 


Jeżeli  napięcie zasilające nie jest zbyt wysokie a różnica napięć nie przekracza napięcia przebicia żarnik-katoda (podane są w katalogu lampy) to można uprościć konstrukcję nie stosując układu podniesienia napięcia żarnika lampy. 

Kondensator elektrolityczny C3 bocznikujący rezystor R4 zwiększa wzmocnienie układu dzięki zwieraniu do masy R4 (dla sygnału zmiennego). Jeżeli go nie zastosujemy, powstanie lokalne sprzężenie zwrotne (dla sygnału zmiennego), wzmocnienie nieco się zmniejszy, lecz poprawi liniowość i pasmo przenoszenia wzmacniacza. Na płytce drukowanej nie uwzględniłem tego kondensatora. Ponadto kondensator ten podnosi znacznie wzmocnienie układu, co tutaj nie jest wskazane. Dlaczego? O tym poniżej.

 
Ważne:
Dość istotną rolę odgrywa kondensator wejściowy C1 i wyjściowy C12. Powinien być dobrej lub nawet bardzo dobrej jakości.
Jego wartość może być inna (większa), korzystnie to wpłynie na pasmo przenoszenia. Ale nie do końca jest to prawdziwe - niektóre typy lamp gorzej współpracują ze zbyt dużymi pojemnościami kondensatorów. Zależeć to będzie od typu lampy i od układu w jakim ta lampa pracuje (WK, WA aktywne obciążenie itp.)
Prawdopodobnie jest to związane z dużym oporem wewnętrznym niektórych lamp (lub układu), gdzie kondensator nie zdąży się do końca przeładować przez dużą rezystancję (impedancję) wewnętrzną lampy.

Eksperymentując z doborem elementów, warto sprawdzać za pomocą oscyloskopu pasmo przenoszenia i inne parametry wzmacniacza.

Kondensator wejściowy C1 ma odcinać składową stałą jaka może pojawiać się na wyjściu niektórych źródeł (magnetofon, CD czy DVD). Ponieważ w większości prawidłowo wykonanych odtwarzaczy na wyjściu są kondensatory separujące, można go usunąć i zastąpić zworą. 
Natomiast niezbędny jest kondensator C2 (C2A w drugim kanale). Na rysunku płytki drukowanej uwzględniłem różne rozmiary kondensatorów. Można także dać dwa kondensatory o mniejszej wartości (zobacz na rys. płytki), które na płytce drukowanej będą połączone równolegle.

Na rysunku płytki drukowanej widzimy także kondensatory C4, C4A oraz C5, C5A. Kondensatory pochodzą z projektu przedwzmacniacza "Nr 3" i można ich nie montować. Jeżeli je zamontujesz, to po prostu będą dodatkowo wygładzały napięcie zasilania.

Zasilacz

W tych projektach do zasilania zastosowałem "Zasilacz uniwersalny" w wersji z filtrem. Ma niski poziom zniekształceń i jeżeli  zastosowaliśmy kable ekranowane w obwodach wejściowych, połączyliśmy prawidłowo masy urządzeń a pole magnetyczne transformatora nie wpływa na układ przedwzmacniacza, to przydźwięk sieciowy i inne zniekształcenia są minimalne. W układzie ze wzmacniaczem mocy w głośnikach słychać natomiast szum. Szumią lampy, jedne więcej, drugie mniej. Szumią także rezystory, szczególnie te w obwodzie pierwszej lampy L1, dlatego zaleca się użycie niskoszumnych rezystorów, znanych firm.
Jak pisałem powyżej warto zainwestować w dobrej jakości kondensatory, także elektrolityczne, tak w układzie wzmacniacza jak i zasilacza, oraz dobre kondensatory sprzęgające.

Obudowa

Najlepsza jest metalowa obudowa, ze względu na ekranowanie lamp i obwodów od zewnętrznych zakłóceń. elektromagnetycznych. 
Układy lampowe sprawiają najmniej kłopotów z zakłóceniami, jeżeli są zmontowane tradycyjnie, na metalowym "chassis", metodą  przestrzenną, punkt w punkt. Nowe rozwiązania, stosowanie płytek drukowanych wymaga więcej uwagi przy ostatecznym montażu, by ekranować wrażliwe obwody lamp przed zakłóceniami.
Masę przedwzmacniacza warto dołączyć do metalowej obudowy, zwykle wpływa to korzystnie na poziom zakłóceń. Jeżeli zakłócenia się zwiększają, należy masę preampa próbować połączyć z obudową za pomocą rezystora 1k, lub zrezygnować z połączenia. 

Uruchomienie

Układ, jeśli tylko elementy są sprawne i wlutowane prawidłowo (uwaga na elektrolity!) "odpala" od razu. Sprawdzamy napięcia: anodowe i żarzenia, jeśli nie są prawidłowe, regulujemy je rezystorami. Brum jest praktycznie niesłyszalny, natomiast po podkręceniu potencjometru na "maxa" i po zbliżeniu ręki do lampy czasem słychać brum spowodowany lekkim wzbudzaniem się lampy. 

Niektóre lampy oprócz zwiększonego szumu (czasem słychać "szum śrutowy") także mikrofonują. Lekkie dotknięcie lampy powoduje słyszalny stuk w głośnikach. Przy dużym wzmocnieniu wzmacniacza i niektórych typach lamp jest to mocno uciążliwe, bowiem taki układ wzbudza się nawet pod wpływem muzyki. Każde głośniejsze uderzenie muzyki przenosi się z głośników  poprzez szkło bańki lampy na elementy (elektrody) lampy, powodując drgania, które modulują prąd anodowy, co oczywiście jest słyszalne w głośnikach. 
Warto płytkę przykręcać do obudowy na "miękkim" zawieszeniu. Niektórzy zakładają na szkło lampy specjalne pierścienie silikonowe, czy ściśle okręcają temperaturo-odpornym sznurkiem.  
Ale niestety, taki jest urok  lamp...

Należy także pamiętać, że transformator zasilający niekorzystnie może wpływać na układ wzmacniacza, i to dwoma sposobami. 
Pierwszy, to gdy jest źle skręcony rdzeń, transformator drga, a te drgania przenoszą się na płytkę przedwzmacniacza i lampy, powodując mikrofonowanie.
Drugim niekorzystnym zjawiskiem jest pole magnetyczne wokół transformatora. Jest ono zależne od konstrukcji transformatora (trafo toroidalne ma mniejsze pole zakłócające) i mocy pobieranej z transformatora. Często jest tak, że podczas prób wzmacniacz gra wspaniale gdy wszystkie elementy są od siebie oddalone, natomiast po złożeniu do obudowy nie możemy sobie poradzić z pogorszeniem jakości dźwięku a nawet z zakłóceniami. Niestety, ekranowanie jest trudne, ze względu na duże pole rozproszenia pola magnetycznego i jego przenikalność. Warto zrobić większą obudowę tak, by oddalić transformator od układów lampowych, czasem warto (przy czułych wzmacniaczach) zainstalować układ zasilania w oddzielnej obudowie.

Przez pierwsze kilka dni wzmacniacz "grzejemy" czyli po kilka godzin zostawiamy włączony, by elektrolity prawidłowo się uformowały, a i lampom przyda się porządne wygrzanie, by ustabilizować prądy anodowe. Sprawdzamy jeszcze raz napięcia i dokonujemy ew. korekty. Mierzymy też prądy anodowe poszczególnych lamp, mierząc spadek napięcia na rezystorach katodowych R3 i R3A. Jeżeli znamy dokładnie ich wartość, to sprawa jest prosta:  I=U/R. Prądy anodowe powinny być zbliżone i wynosić 3-10 mA (0,003-0,006A)  w każdym kanale (zależnie od typu lampy). Prąd anodowy regulujemy zmieniając wartość rezystorów R3, R4, R3A, R4A - mniejsza wartość - większy prąd. Jeżeli prądy mocno się różnią, to najlepszym wyjściem jest dobranie lamp o podobnych parametrach . Dobrze dobrane lampy to jednakowe wzmocnienie obu kanałów, doskonała stereofonia i szczegółowość dźwięku.
Podczas pracy preampa sprawdzamy czy elementy zbyt mocno się nie rozgrzewają, czy nie czuć zapachu spalenizny -  sprawdzamy wtedy przyczynę. Najczęściej jest to źle dobrany rezystor redukcyjny - ma zbyt małą moc. Transformator może być dość ciepły, ale nie gorący. Można poprawić chłodzenie wiercąc dodatkowe otwory wentylacyjne, lub dać transformator o większej mocy.

Rysunek płytki drukowanej

Lista elementów

R1, R1A - 470k/0,25W,
R2, R2A - 0,5-1k/0,25W,
R3, R3A,R4, R4A - 0,4-1k/0,25W,
(wszystkie jednakowe),
R5, R5A - nie ma,
R6, R6A - 330-470k/0,25W,
R7, R7A nie ma układzie Nr2,
CON3 - zacisk śrubowy do druku lub punkt lutowniczy.
P -  potencjometr 47k/B

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

C1, C1A - 100-220nF/63V,
C2, C2A - 470-1000nF/250-250V (zależnie od napięcia zasilania),
C3, C3A - nie ma w tym układzie (opcjonalnie),
C4, C4A - nie ma w tym układzie (można dać opcjonalnie 100nF/400V,
C5, C5A - nie ma w tym układzie, można dać opcjonalnie 10uF/400V.
Podstawki "noval" do druku.

Rysunek płytki drukowanej w pdf znajdziesz TU
Należy używać tylko i wyłącznie oryginalnego tonera w drukarce laserowej, bowiem wszelkie zamienniki dają mniej lub bardziej szary wydruk ścieżek na papierze do termotransferu.


Po trzecie "Nr 3"

Ponieważ układ przedwzmacniacza "Nr2" można łatwo przerobić na układ "wspólna katoda-wspólna anoda", płytkę drukowaną przystosowałem do takiej zmiany. By ułatwić Ci wykonanie i sprawdzenie obu układów przedwzmacniaczy, postanowiłem połączyć oba opisy na jednej stronie, tym bardziej ze projekt płytki jest identyczny dla obu projektów, różny jest tylko sposób montażu elementów i wartości niektórych rezystorów.

Układ WK-WA, jest to jeden z najczęściej stosowanych układów. Pierwsza lampa  (L1) pracuje w typowym układzie wzmacniacza oporowego (wspólna katoda, jak w Nr 2). Ponieważ układ o wspólnej katodzie posiada stosunkowo wysoką impedancję wyjścia, za tym stopniem warto dać bufor, który będzie miał niską  impedancję wyjścia, co spowoduje że łatwo będzie przedwzmacniacz dopasować do kolejnego stopnia np. wzmacniacza mocy. Takim buforem jest układ o wspólnej anodzie, zwany popularnie wtórnikiem katodowym. 
Dodatkowo, dzięki wtórnikowi na wyjściu,  poprawia się liniowość przedwzmacniacza i poszerza pasmo przenoszenia w porównaniu do układów które nazwałem Nr 1 i Nr 2. 
Rolę kondensatorów separujących C1 i C2 opisałem powyżej. 
Tak jak w poprzednim schemacie, kondensator C3 podnosi wzmocnienie układu, tutaj nie jest stosowany. Natomiast ważną rolę pełnią kondensatory C4, C5 oraz rezystor R7 tworząc filtr odsprzęgający zasilanie. Oczywiście filtr nie zawsze jest konieczny, jeżeli stwierdzisz że Twój wzmacniacz świetnie pracuje bez tych kondensatorów i rezystora, możesz je nie montować. Zamiast rezystora R7 trzeba wtedy dać zworę. 
Jednak trzeba wtedy zmienić wartości rezystorów R3 i R5 tak, by dobrać odpowiednie prądy w obu lampach oraz aby była odpowiednia różnica potencjałów na katodzie lampy L2 (zobacz opis poniżej).



  Prąd podkładu (bias)

Rezystory R4 i R5 ustalają prąd podkładu (bias) poszczególnych lamp. Mniejsza wartość tych rezystorów to WIĘKSZY prąd podkładu (anodowy) lampy. Za pomocą tych rezystorów ustalamy tzw. statyczny punkt pracy lamp.
W tym układzie pierwsza lampa L1 wzmacnia napięciowo sygnał, natomiast lampa L2 pracuje bez wzmocnienia (a nawet lekko tłumi sygnał) lecz posiada dużą wydajność prądową i niską impedancję wyjścia. Pełni więc rolę bufora.
Wzmocnienie układu wyznaczają: 
- typ lampy (największe wzmocnienie ma ECC83, teoretycznie 100, praktycznie ok. 60) 
- wartość rezystora anodowego R3. 
Im większa wartość tego rezystora, tym większe wzmocnienie. Ale są też ograniczenia: zbyt wysoka wartość rezystora anodowego to konieczność wyższego napięcia zasilania a także zmniejszenie pasma przenoszenia układu. 
Mniejsza wartość rezystora anodowego zmniejsza wzmocnienie, poszerza pasmo przenoszenia ale zbyt niska znacząco zwiększa zniekształcenia.
Przyjmuje się, że najniższa wartość rezystora anodowego nie może być mniejsza niż dwukrotna wartość oporu wewnętrznego lampy (z pewnymi wyjątkami). Natomiast optymalna zaczyna się od 4x i więcej. 
Pewnym wyjątkiem w tym twierdzeniu jest ECC83, bowiem producenci lamp w swoich katalogach podają najniższą wartość rezystora anodowego  47 k, co jak zauważymy, jest wartością niższą niż jej opór wewnętrzny, który wynosi nieco ponad 60 komów. Podobnie jest z pentodami małej mocy - stosuje się rezystancję obciążenia niższą niż ich opór wewnętrzny.

ECC88 ma opór wewnętrzny 2,6 k, więc teoretycznie najniższa wartość rezystora anodowego (tutaj R3) to ok. 6k, ale warto dać  rezystor ok 10k lub więcej.
Podstawowe parametry kilku lamp małej mocy podałem na stronie "O lampach cz. I".
Tak więc możemy zmieniać parametry naszego wzmacniacza zmieniając wartości: napięcia zasilania, rezystorów katodowych i anodowych w dość szerokim zakresie, pamiętając jednakże o ograniczeniach.

Polaryzacja lampy drugiej - L2
Prawidłową polaryzację lampy L1 zapewnia rezystor katodowy R4, natomiast polaryzacja siatki lampy L2 ustalana jest nieco inaczej. Siatka S' połączona jest bezpośrednio z anodą lampy L1, występuje na niej wysokie napięcie, kilkadziesiąt voltów. By zapewnić prawidłowy prąd katodowy (czy anodowy, w triodach jest taki sam) lampy L2 należy tak dobrać wartość rezystora R5, by napięcie na katodzie tej lampy (punkt K' na schemacie) było o kilka volt wyższe niż na anodzie lampy L1 (punkt A). Tym samym na siatce S' wystąpi ujemne napięcie względem katody, a więc zostanie spełniony warunek automatycznej polaryzacji tej lampy. Różnica napięć powinna nieco przekraczać wartość polaryzacji siatki S pierwszej lampy.  
Jak pamiętasz, napięcie polaryzacji siatki S pierwszej lampy (L1) ustala spadek napięcia na rezystorze katodowym R4. W tym wypadku różnica UA - US' może wynosić dwukrotność (przykładowo) polaryzacji siatki S. 
Zobacz tabelkę poniżej. Napięcie w punkcie K schematu wynosi 1,65V (jest to polaryzacja siatki S). Różnica napięć pomiędzy punktami A i K' wynosi:
87V - 90V = -3V. Tak więc, dla rezystancji obciążenia R5=15k wszystko OK. Nieco gorzej wypada dla obciążenia R5=10k. Tutaj warto dać nieco inną wartość R4 a inną R5. Jeżeli chcesz dać rezystory o takich właśnie wartościach, poeksperymentuj z ich doborem. 

Rezystory R3 R5 i R7 grzeją się, powinny mieć większą moc, np 1 W.

Możłiwe problemy

Podczas uruchomiania przedwzmacniacza możesz spotkać się z  problemami (brum, zakłócenia). Omówiłem je na stronie "Hybryda słuchawkowa". Ponieważ w każdym wzmacniaczu są one podobne (a przynajmniej część z nich), odsyłam Cię więc  do tej strony.


W przedwzmacniaczu "Nr 2" problem ten nie jest tak dokuczliwy, ale w "Nr3" może sprawiać kłopoty. 
O co chodzi?
Otóż w momencie włączenia przedwzmacniacza, gdy żarniki nie są jeszcze rozgrzane, przez lampy nie płynie prąd. 
Napięcie wyprostowane w zasilaczu (za mostkiem) jest zwykle dużo wyższe niż to, które występuje na anodach lamp w czasie  normalnej eksploatacji. 
Zanim lampy się rozżarzą i nastąpią spadki napięć na rezystorach redukcyjnych zasilacza oraz na rezystorach anodowych i katodowych poszczególnych triod,  lampy przez chwilę (kilka-kilkanaście sekund) zasilane są tym DUŻO WYŻSZYM napięciem. 
Zbyt wysokie napięcie może spowodować, że lampa ulegnie przebiciu. A w codziennej eksploatacji powoduje szybsze zużycie lamp.
Szczególnie narażona na przebicie jest druga trioda (wtórnik), bowiem na jej anodzie występuje PEŁNE napięcie anodowe, a katoda jest przecież uziemiona do masy rezystorem katodowym.
Dlatego zaleca się używanie albo prostego wyłącznika zasilania anodowego i włączanie nim napięcia anodowego po rozgrzaniu się żarników (po 20-30 s), albo zastosowanie wyłącznika opartego na przekaźniku i układzie czasowym. 
Opis układu opóźniania bez problemu znajdziecie w Internecie lub na stronie "Opóźnianie włączania napięcia anodowego".

Rysunek płytki drukowanej

Wartości elementów

R1, R1A - 470k/0,25W,
R2, R2A - 0,5-1k/0,25W,
R3, R3A - 10-200k/1W, zależnie od wymaganego wzmocnienia i typu lampy
R4, R4A - 0,2-1,5k/0,25W, zależnie od wymaganego biasu i typu lampy
R5, R5A - 8-150k/1W - dobrać wg opisu powyżej.
R6, R6A - 330-470k/0,25W,
R7, R7A -  5-10k/0,5-1W,
P - potencjometr 47k/B
CON3 - zacisk śrubowy do druku lub punkt lutowniczy.

 

C1, C1A - 100-220nF/63V,
C2, C2A - 470-1000nF/250V 
(zależnie od napięcia zasilania),
C3, C3A - nie ma w tym układzie (opcjonalnie),
C4, C4A -  100nF/250-400V,
C5, C5A -  10-22uF/250-400V.
Podstawki "noval" do druku.

Rysunek płytki drukowanej w pdf znajdziesz TU

Przebieg ścieżek na płytce i ułożenie elementów na płytce oczywiście może być inne - możliwości są nieograniczone.
Jest to więc tylko jedna z propozycji płytki drukowanej. 

/

Przykładowe napięcia i prądy w Nr 3
LampaVssNapięcie w p. ANapięcie w p. KNapięcie w p. K'Ia  L1Ia  L2

Prądy i napięcia dla wartości rezystorów: R4=0,25k, R3, R5=15k

E88CC Tesla220V87V1,65V90V6,8 mA6,1mA
Prądy i napięcia dla wartości rezystorów: R4=0,265k, R3, R5=10k
E88CC Tesla175V102V1,9V105V7,3mA10,5mA

Obserwując sygnał pomiarowy na ekranie oscyloskopu i mierząc parametry, wydaje się, że lepsze będą wartości rezystorów R3 i R5 =15k.
Wersja Piotra z Łodzi

(...) Chciałbym napisać kilka słów o wykonanym przeze mnie przedwzmacniacza WK-WA ("Nr 3").
Elementy przedwzmacniacza umieściłem w obudowie po odtwarzaczu CD z lat 90-tych nieistniejącej już firmy Fonica...

Zobacz jego projekt  >>>

Co za dużo...

Gdy przedwzmacniacz lampowy stosujemy do sterowania tranzystorowego wzmacniacza (końcówki) mocy, może  wystąpić problem ze zbyt dużym wzmocnieniem przedwzmacniacza. Zmuszeni jesteśmy wtedy skręcać potencjometr na minimum, co sprawia problem z ustawieniem cichego słuchania, a do tego w początkowych zakresach potencjometru najbardziej ujawnia się nierównomierność poszczególnych kanałów. Często wtedy jeden z kanałów gra ciszej.
Rozwiązaniem tego jest zmniejszenie wzmocnienia preampa do ok. 2-3x. Jednym ze sposobów jest zastosowanie lamp o małym wzmocnieniu, poniżej 20, jak np. ECC82, 6N6P, czy 6SN7. 
Wartość wzmocnienia preampa tak "Nr 2" jak i "Nr 3" możemy regulować ZMNIEJSZAJĄC  wartość rezystora anodowego R3 (R3A w drugim kanale). Niższa wartość rezystora anodowego ma jeszcze dodatkową zaletę - wzmacniacz ma szersze pasmo przenoszenia. Niestety, ma też wadę - wraz ze spadkiem wzmocnienia, zwiększają się zniekształcenia nieliniowe. Dlatego pozostaje pewien kompromis.
 Gdy potencjometr głośności jest na wejściu preampa dodatkowo mniejszą amplitudę sygnału na wyjściu preampa uzyskamy zmniejszając wartość sygnału wejściowego. Można tego dokonać za  pomocą dzielnika składającego się z  dwóch rezystorów R-R'. 
Równe wartości R-R' (np. 25k i 25k), zmniejszają amplitudę sygnału WEJŚCIOWEGO o połowę, co  zmniejsza o połowę także amplitudę sygnału wyjściowego. Można zastosować inne wartości (suma rezystancji tych rezystorów powinna wynosić 50k), wtedy  sygnał osłabiony jest proporcjonalnie do ilorazu rezystancji R/R'. 
Na płytce drukowanej nie uwzględniłem rezystorów dzielnika. Można je przylutować bezpośrednio do wejściowego  gniazda "cinch" wzmacniacza, skąd obniżony już sygnał popłynie do potencjometru P.

 

Bezpieczeństwo


We wzmacniaczu lampowym występują wysokie napięcia. Dlatego tak podczas projektowania jak i budowy urządzenia musimy zachować pewne procedury które zapewnią bezpieczeństwo nie tylko podczas prób i testów ale i podczas jego późniejszego użytkowania.
Największe zagrożenie niesie obwód zasilania prądem sieciowym. Dlatego, tak przewody zasilające, transformator, gniazda, wyłączniki itp. powinny być dobrej jakości, dostosowane do pracy przy napięciu 230 V (dobrze, gdy posiadają znak CE). Miejsca połączeń powinny być dokładnie izolowane. Najlepiej jeśli zasilanie sieciowe tworzy oddzielny, odpowiednio izolowany obwód, oddalony od pozostałych elementów układu.
Montaż jak i wszelkie przeróbki wykonujemy ZAWSZE po wyjęciu wtyczki z gniazdka sieciowego.

Dotknięcie urządzenia pod wysokim nawet napięciem nie jest groźne pod jednym warunkiem - nie będzie przepływu prądu. Stąd doświadczeni elektronicy tak pracują z urządzeniami pod napięciem, by ciało nie tworzyło obwodu zamkniętego. Jednym słowem pracują "z jedną ręką w kieszeni".

Przed uruchomieniem urządzenia należy sprawdzić prawidłowość lutowania kondensatorów elektrolitycznych (plus do plusa, minus do minusa). Odwrotne wlutowanie kończy się najczęściej wybuchem kondensatora.
Urządzeń nie przetestowanych w dłuższym okresie czasu nie należy pozostawiać włączonych bez opieki.
Metalowa obudowa urządzenia powinna być uziemiona, kabel zasilający i gniazdko sieciowe powinny mieć sprawny obwód uziemienia.


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!

Bibliografia


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