Усилитель низкой частоты

В. ИВАНОВ, Радио №8/1967, ст.46

Ламповый усилитель низкой частоты с питанием от сети переменного тока может быть использован для воспроизведения грамзаписей, усиления речей, а также для радиофикации небольшой школы, общежи­тия школы-интерната, детского дома.

Блок-схема усилителя показана на 3-й странице вкладки. Усилитель трехкаскадный. Первые два ка­скада служат для усиления напряжения сигнала, пода­ваемого от звукоснимателя или микрофона, а третий, выходной каскад, является усилителем мощности.

Между первым и вторым каскадами включено звено частотной коррекции, позволяющее осуществлять плав­ную регулировку тембра звука раздельно по низшим и высшим частотам звукового диапазона.

Воспроизведение грамзаписи и усиление речей

Принципиальная схема усилителя изображена на рис. 1. В нем используются две радиолампы: сдвоенный триод с раздельными катодами 6Н2П и лучевой тетрод 6П1П. Один триод лампы 6Н2П (на схеме Л1_а) работает в первом каскаде, а второй (на схеме Л1_б), во втором каскаде усиления напряжения. Лампа 6П1П (Л 2) работает в каскаде усиления мощности.

На вход усилителя подается сигнал от звукоснима­теля любого типа или электродинамического микрофона (с повышающим трансформатором) типа МД-41, МД-64. Напряжение низкой частоты, создаваемое ими на пере­менном резисторе R₁, выполняющем роль регулятора громкости, с его движка подается на управляющую сетку триода Л_1а и усиливается этой лампой. Напряжение сигнала, усиленное триодом, выделяется на его анодном нагрузочном резисторе R₂ и через кон­деисатор связи С₁ и корректирующие цепи подается на управляющую сетку триода Л1б следующего каскада. С анодной нагрузки R₉ этого триода напряжение низкой частоты через конденсатор связи C₆ и резистор R₁₃ поступает на управляющую сетку лампы Л₂ усилителя мощности. Мощные электрические колебания низкой частоты, возникающие в анодной цепи этой лампы, через выходной трансформатор Тр₁ подводятся к электроди­намическому громкоговорителю Гр и преобразуются им в звуковые колебания.

Выходная мощность усилителя около 3,5 вт. Звено коррекции тембра звука образует две параллельные цепи: по низшим звуковым частотам — резисторы R₄, R5, R6 и R₈ и конденсаторы С₄ и С₅; по высшим звуко­вым частотам — резистор R₇ и конденсаторы С₂ и С₃. Регулировка по низшим частотам осуществляется пе­ременным резистором R₅, по высшим частотам — пере­менным резистором R₇.Пользуясь обоими регуляторами, можно в широких пределах изменять частотную харак­теристику усилителя, а следовательно, и тембр зву­чания.

Резисторы R₃, R₁₀ и R₁₅, включенные в цепи катодов ламп, обеспечивают на управляющих сетках соответ­ствующих им ламп необходимые начальные отрицательные напряжения смещения. Они зашунтированы элект­ролитическими конденсаторами С₉, С₁₀ и С_п, которые, пропуская через себя переменные составляющие анод­ных токов, устраняют отрицательные обратные связи между цепями катодов и управляющих сеток ламп.

Выпрямитель усилителя двухполупериодный. Он собран на четырех плоскостных силовых диодах типа Д7Ж(Д1—Д₄), включенных по мостовой схеме, и вы­прямляет напряжение, снимаемое с обмотки II силового трансформатора Тр₂. На анод лампы 6П1П выпрямлен­ное напряжение подается через первичную обмотку выходного трансформатора Тр₁, на экранирующую сетку этой лампы — через резистор R₁₄, образующий с конден­сатором С₇ ячейку развязывающего фильт­ра, а на аноды Лампы 6Н2П, кроме того,— через их нагрузочные резисторы R₂ и R₉. Питание нитей накала обеих ламп уси­лителя осуществляется от обмотки III си­лового трансформатора, понижающей на­пряжение сети до 6,3 в. Причем на нить накала, лампы 6Н2П подается более низкое напряже­ние (около 5 в), чем на нить накала лампы 6П1П, что уменьшает уровень собственных шумов и фон пере­менного тока более чем в три раза. Для этой цели последовательно с нитью накала лампы Л₁ включен резистор R₁₁. Снижать напряжение, подаваемое на нить накала лампы Л₁ можно до 4,7—4,8 в. При более низком напряжении коэффициент усиления лампы па­дает, а искажения резко возрастают.

Переключение первичной (сетевой) обмотки I сило­вого трансформатора на разные напряжения сети дости­гается перестановкой плавкого предохранителя Пр, а. включение питания — выключателем Вк.

Пунктирная линия с резистором R₁₆ и указанный в скобках номинал резистора R₂ относятся к варианту усилителя, о котором сказано позже.

Детали, конструкция и монтаж. Номиналы всех ре­зисторов и конденсаторов усилителя указаны на его принципиальной схеме (рис. 1). Переменные резисторы (R1, R₅, R₇) типа СП или СПО. Электролитические кон­денсаторы Ć₇ и С₈ типа КЭ-2, С₉, С₁₀ и С₁₄ — типа ЭМ или чехословацкой фирмы «Тесла». Остальные резисторы и конденсаторы могут быть любого типа. Выключатель Вk — тумблер ТВ2-1. Предохранитель Пр должен быть рассчитан на ток 0,5 а.

Силовой трансформатор самодельный. Для него ис­пользован сердечник из пластин Ш-16 с окном площадью 5,5 см², толщина набора 32 мм. Сетевая обмотка (/) содержит 1 220 витков провода ПЭЛ 0,27 плюс 880 витков провода ПЭЛ 0,23 (на напряжение сети 220 в). Если площадь окна сердечника будет 6 см², всю се­тевую обмотку можно намотать проводом ПЭЛ 0,27, сделав отвод от 1 220-го витка. Повышающая обмотка (II) содержит 2 400 витков провода ПЭЛ 0,16, обмотка накала ламп (III) — 65 витков провода ПЭЛ 0,64. Экранирующая обмотка (IV), снижающая индустриаль­ные помехи, проникающие из электросети в усилитель, представляет собой плотный ряд витков провода ПЭЛ 0,27—0,31, уложенный между первичной (/) и вторичными (II и III) обмотками трансформатора.

Силовой трансформатор может быть готовым, напри­мер от радиолы «Сакта» или других массовых радиове­щательных приемников. Выходной трансформатор может быть как готовый, применяемый в приемниках и телевизорах, в выходных каскадах которых работают лампы 6П1П, так и само­дельный. Для самодельного трансформатора нужен Ш-образный сердечник с площадью сечения среднего стержня не менее 4 см² и окном площадью 4—4,5 см². Первичная обмотка должна содержать 2 500 витков провода ПЭЛ 0,16, а вторичная — 75 витков провода ПЭЛ 0,8—0,9.

Громкоговоритель мощностью 3—5 вт со звуковой катушкой сопротивлением 4,5—5 ом, например: ЗГД-7, ЗГД-9, 4ГД-7, 4ГД-28, 5ГД-10, 5ГД-18

Конструкция усилителя показана на фотоснимках, помещенных на 3-й странице вкладки. Громкоговори­тель укреплен на отражательной доске, выполняющей одновременно роль крышки футляра усилителя. Усилитель смонтирован на П-образном шасси разме­рами 200X140X45 мм. Горизонтальная и передняя панели шасси металлические, задняя — гетинаксовая. На передней панели укреплены выключатель сети, ре­гуляторы громкости и тембра звука, на горизонталь­ной — ламповые панели и трансформаторы, на задней— входные Гнезда и выходные контакты. Перед передней панелью укреплена декоративная панель (фальшпанель) с обозначениями органов управления усилителем.

Все постоянные резисторы, кроме R₁₁, и большинство конденсаторов размещены на гетинаксовой монтажной плате размерами 135X33 мм (рис. 2), а диоды выпря­мителя — на плате размерами 42 X 35 мм. Обе платы кре­пятся к горизонтальной панели шасси на болтах. Кон­денсаторы C4 и С₅ укреплены непосредственно на выво­дах переменного резистора R₅. Резистор R₁₁ в цепи накала первой лампы одним выводом подпаивается к 4-му лепестку панели лампы Л₂, а другим — к ле­пестку вспомогательной опорной стойки. Цепи питания нитей накала ламп выполняются скрученными монтаж­ными проводами в хлорвиниловой изоляции.

Очень важное значение для уменьшения фона пере­менного тока имеет взаимное расположение на шасси силового и выходного трансформаторов. Они укрепля­ются так, чтобы оси их катушек были перпендикулярны. Во время монтажа желательно временно подключить силовой трансформатор к-сети и, поворачивая его в раз­ных направлениях, прослушивать на телефоны, подсое­диненные к первичной обмотке выходного трансформа­тора, наводимый в них фон переменного тока. Наилуч- шему расположению силового трансформатора по от­ношению к выходному будет соответствовать минималь­ный уровень звука низкого тона в телефонах.

В описываемой конструкции металлическое шасси выполняет главным образом только роль экрана между трансформаторами, расположенными на горизонталь­ной панели, и деталями усилителя в подвале шасси, но не используется как проводник тока всех цепей усили­теля. Детали и цепи каскадов усилителя соединяются с шасси в двух основных точках: цепь накала ламп и де­тали выходного каскада возле лампы Л₂, детали и цепи каскадов усиления напряжения, в том числе экраниру­ющая оплетка проводников, соединяющих входные гнезда усилителя с резистором R₁,— возле лампы Л1.

В качестве ручек регуляторов громкости и коррекции тембра использованы колпачки тюбиков от зубной пасты.

Налаживание. Если детали исправны и монтаж выпол­нен точно по принципиальной схеме, усилитель не пот­ребует дополнительной наладки.

Подключите к усилителю звукосниматель, ручку переменного резистора R₁ установите в положение минимальной громко­сти, а ручки регуляторов тембра звука R5 и R₇ примерно в среднее положение. Включите питание. Мед­ленно вращая ручку регулятора громкости, можно услышать плавное нарастание громкости звучания. При вращении ручек переменных рези­сторов R₅ и R₇ тембр звука изме­няется, подчеркивая низшие или, на­оборот, высшие частоты звукового диапазона.

Если усилитель не работает, надо найти неисправный каскад. Сделать это можно с помощью звукоснима­теля, включая его поочередно между управляющей сеткой и шасси лампы выходного каскада (Л₂) и лампы предоконечного каскада (Л1б). При первом включении звукоснимателя громкоговоритель должен работать очень слабо (недостаточное усиление), при втором включении—достаточно громко, но тише, чем при подключении его ко входу усилителя. Неисправность надо искать в том каскаде, который при подключении к нему ‘звукоснимателя не работает.

Найти неисправность можно, пользуясь авометром — универсальным прибором для измерения токов, напря­жений и сопротивлений цепей и деталей. Напряжения, которые должны быть на выходе выпрямителя и элект­родах ламп относительно шасси, указаны на принципи­альной схеме усилителя (рис. 1). Отклонение от этих напряжений допустимо в пределах +20%. Изменение напряжений достигается заменой резисторов тех участ­ков цепей, где напряжения значительно отличаются от указанных на схеме.

Характеристика усилителя. Усилитель, смонтирован­ный в лаборатории редакции «Радио», показал доста­точно хорошие Жданные, характеризующие его работу: при номинальной выходной мощности 3,6 вт искажения не превышают 2%; его чувствительность не хуже 100 мВ; полоса равномерно усиливаемых звуковых частот ох­ватывает диапазон от 50 до 12 000 гц; собственные шумы в 500 раз слабее полезного сигнала.