Содержание
— А я вот нынче бард, так сказать. Пишу музыку и стихи, а потом и играю. Людям нравится!
— И что, ты по кафешкам играешь? «На похоронах и танцах»?
— Ну не совсем. Вообще, у меня есть желание записать свой диск. У меня даже материал наберется!
— Но мешает кривизна рук или оттоптаность ушей?
— Не, мне просто не во что записаться. Микрофон-то есть, динамический Shure 55SH. Но вот только плохо он работает с ноутбуком, ноут половину частот сжирает. Слушай, а сбацай-ка мне ламповый преамп для него? Только за недорого…
Именно так и началась история, которая привела к рождению преампа пусть и неказистого, но с весьма интересным звучанием.
Содержание / Contents
Вообще, мы довольно долго спорили о том, почему нужен именно ламповый. Транзисторных вариантов с весьма серьезными характеристиками очень много, они проще, легче. Но во главе стола все же торчал теплый ламповый звук. Ведь нет же более инструментов у барда, окромя голоса его и гитары, сердце раздирающей! Иными словами, на все это нужно было наложить ламповую теплоту. Ну что- ж сделать? Надо ваять!
Итак, стояли следующие задачи:
- Сваять преамп именно на лампе (одной или на n-надцати)
- Создать минимально возможную конфигурацию, ввиду низкого бюджета
- Минимальное количество ручек
- Использовать какой-нибудь простой корпус
Тут следует сделать небольшое лирическое отступление. Касаться это отступление будет именно бюджета.
Так уже повелось, что в последнее время пошло какое-то ненормальное засилие различных преампов и эффектов, якобы использующих лампу в своем тракте. Эти устройства можно купить в музыкальных магазинах по смешной цене в 3-4 тысячи российских рублей и высмеивать обладателей полноценно ламповых устройств, потративших на порядок (или несколько) больше денег. Неужели и вправду инженерам старого доброго дядюшки Ляо удалось чудом уменьшить стоимость лампового аппарата? Нет, чудес не бывает, достойный ламповый аппарат будет стоить дорого. При прочтении статьи можно будет понять почему.
В этих якобы ламповых аппаратах лампа не то, что не выполняет свою основную функцию (усиливает сигнал), а просто добавляет помех и гармоник в сигнал, заботливо усиленный транзисторами. У меня (да чего уж, в этих самых интернетах полно подобных случаев) несколько раз был успешный опыт в удалении лампы из подобных аппаратов, после чего выходной сигнал улучшался в разы. Но увы, не все это знают и понимают, потому введенные в заблуждение музыканты покупая вот эту дрянь все пытаются понять, что же они делают не так, из-за чего звук все никак не «фирмовый».
Конец отступления:)
↑ Схема
Да, понимаю, что кого-то испугал уже факт того, что на входе стоит трансформатор. Посему, в общем-то, меня можно обвинить в том, что я, мягко говоря, покривил душой, когда говорил про отсутствие редких и дорогих деталей.
С какой-то то точки зрения да, это правда. Но если следовать всем канонам и выискивать специализированные высокоточные секционированные входные трансформаторы с шибко крутыми характеристиками да еще и известных марок, то и смысла не имеет делать такую схему! Потому я обошелся кое-чем попроще.
↑ Входной трансформатор
Вообще, что же из себя должен представлять входной трансформатор микрофонного преампа:
- Определенный коэффициент трансформации (желательно от 1:7 до 1:16)
- Сердечник из пермаллоя (лучшая АЧХ)
- Броня из стали или лучше из пермаллоя
- Определенное сопротивление первичной обмотки по постоянному току
Если с первыми 3 пунктами в общем-то все понятно, то что же с 4? Какое-такое определенное?
А вот тут мнение различается, причем местами радикально. Кто-то уверяет, что сопротивление должно быть равно сопротивлению источника по постоянному току. В моем случае это было около 250 Ом, посему я и подобрал трансформатор именно с таким сопротивлением. Однако, есть мнение, что очень даже подойдут трансформаторы с сопротивлением на порядок меньше, чем у источника. Ровно как и обитает мнение, что будет лучше на порядок больше. Ну, на порядок меньше трансформатора у меня не было, а вот на порядок больше пробовал и, честно говоря, не обнаружил никакой разницы (на слух).
Про коэффициент трансформации тоже нужно заикнуться. Почему именно такой? Почему не меньше?
Во-первых, основная причина в том, что лампа имеет весьма высокое входное сопротивление. И если к ней напрямую подключить микрофон, то получится то же, что и при подключении его к ноутбуку- часть частот просто поглотится. И это с довеском в виде наводок. Именно потому и нужен трансформатор, способный согласовать одно с другим. Как именно? Очень просто! Коэффициент масштабирования сопротивления равен квадрату коэффициента трансформации. Иными словами, если у меня трансформатор с коэффициентом трансформации 1:7 и я к нему подключаю микрофон с сопротивлением 250 ом, то для лампы это будет, словно я подключил к ней источник с сопротивлением 250 * (7×7) = 12250 Ом! Это отличный показатель, такое сопротивление для лампы будет очень даже к месту.
Во-вторых — шум. Современные транзисторные преампы довольно мало шумят. Это связанно, разумеется, с более совершенной технологией и особенностями конструкции. Точнее- отсутствии теплового шума. Да чему там прямо так особо нагреваться? А лампы, чего уже говорить, просто настоящий обогреватель! Только температура баллона лампы 6Н2П может достигать 90 градусов, что же там творится на спирали накала? Разумеется, тепловой шум там приличный. Особенно, если источника такой слабый, как микрофон.
Тогда для приведения уровня сигнала к норме, приходится сильно увеличивать коэффициент усиления, за счет чего увеличивается и уровень этих самых шумов. А прибор с большим количеством шумов ну никак не может тянуть на уровень сколь нибудь хороший. А тут простой вариант — поставить на вход трансформатор и увеличить сигнал (в моем случае) в 7 раз! Значит, усиление лампы можно ослабить в 7 раз, и ровно во столько же раз уменьшатся шумы. Просто и со вкусом. Но почему тогда я указал, что коэффициент трансформации нужен до 1:16? Можно же вообще увеличить сигнал трансформатором до упора, а лампу так, как буфер поставить? Нет, так не выйдет, пойдут в дело собственные искажения трансформатора, что ухудшит характеристики преампа.
Ну и в-третьих, трансформатор на входе дает то, что не могут дать ни транзисторы, ни лампы- полноценный балансный вход с гальванической развязкой. Те, кого ударяло током с микрофона в губы на репетициях или концертах меня поймут прекрасно.
С типом трансформатора разобрались, теперь полезем в интернет искать их. Обалдеть, да у них ценник от 1500 рублей! Подождите, не туда смотрите. Да, есть профессиональные трансформаторы, но нам-то сейчас это не нужно! Поэтому идем на развал или барахолку. Что искать: старые промышленные модемы невысоких скоростей (до 56 кбит в секунду), старые радиорелейные системы, старые устройства для RS-232 или RS-485, прочую старую цифровую лабуду.
Мне попался очень занятный блок от радиорелейной системы. Именно в нем я нашел вот такие замечтательные трансформаторы:
Надо сказать, что меня слегка удивил большой размер трансформатора и малый вес. И, разумеется, я отогнул крепеж кожуха, чтобы посмотреть, что внутри. Внутри меня ждал небольшого размера трансформатор, весьма небольшого. Нечто наподобие трансформаторов в микрофонах и… обычных компьютерных модемах для телефонных линий!
Да, за исключением отсутствия брони, трансформаторы из некоторых модемов готовы к употреблению в преампе, ведь все как по заказу — пермаллоевый сердечник, коэффициент трансформации примерно 1:7.5, сопротивление первичной обмотки около 300 Ом. Но бывают и исключения. Впрочем, всего-то что и нужно — иметь намоточный станок или терпение.
↑ Лампа
Разобрались с трансформатором, пора лампу мучить. Тут все просто — ECC83, 12AX7 или старая добрая 6Н2П, лучше 6Н2П-ЕВ. Вот и весь секрет успеха. Лучше, разумеется, использовать панельки экранирующими колпаками. Однако, если будет использоваться стальной корпус, то в этом нет никакой необходимости.
↑ О других деталях
Теперь вернемся к нашей схеме. Она отличается простотой. Отдельных моментов заслуживают лишь следующие детали:
С3 и С4 — это конденсаторы подавляющие возбуждение или звон. Рекомендуется (при возможности, разумеется) их не ставить. Но увы, возможность такая бывает не часто. Точно нельзя сказать, что именно влияет на появление возбуждения, то-ли разводка, то-ли лампа, то-ли корпус…
Но одно точно — возбуждение дает звуку отвратительный оттенок. Увидеть его можно только на хорошем осциллографе, потому если есть сомнения, их лучше поставить.
R6 — это резистор, задающий усиление. Вместо него (как раз на нарисованные контакты) можно подключить обычный переменный резистор сопротивлением 15-20 кОм, организовав таким образом регулятор «Gain». Я именно так и сделал.
Более ничего. Неправда ли, очень просто?
↑ Печатка
Как видно, здесь одна плата основная, вторая — плата с лампой.
На основной плате размещается трансформатор и бОльшая часть обвязки лампы. Туда же втыкается плата лампы. На отшибе организован блок питания с резисторами нагрузки анодов. От блока питания нужно провести 3 провода к преампу — V1, V2 и GND. Можно заметить, что я старался свести все земли в одну точку. Туда же подключается земля блока питания и провод, заземляющий корпус.
Резисторы «Gain» и «Level» (выходной уровень) я сделал на 3-х штырьковых разъемах от линеек типа PLS-20. Входное и выходное гнездо типа Jack 6.3, хотя никто не помешает поставить и Canon XLR на проводках. Контакты лампы 4,5 и 9 выведены на край платы. Так можно организовать переключения накала для разных типов ламп — 12AX7 или 6Н2П.
И еще один важный момент: хочу заметить, что на плате лампы установлен один конденсатор. Без него работать не будет:)
↑ Корпус
В качестве корпуса я использовал старый коммутатор D-Link, доставшийся мне сгоревшим за 100 рублей.
↑ О питании
Делайте питание, как вам больше нравится, ставьте стабилизаторы, электронные фильтры и задержки подачи анодного напряжения. Паяльник вам в руки!
У меня всё было проще. На фотке выше видно большой и страшный тороидальный трансформатор, дающий 6.3 и 12 в на выходе, плату блока питания, которая выпрямляет 12 Вольт и, при помощи трансформатора «перевертыша», из 6.3 делает 220, которые после выпрямляются и превращаются в нужные нам 300-310 Вольт постоянки. 12 Вольт мне было нужно для питания выходного буфера (на задней стенке корпуса) который пришлось добавить для выполнения очень специфических задач. Обычно он совершенно не нужен.
↑ Итого
Вот такое чудо было сделано за две недели (с учетом поиска деталей).
При тестировании главным аргументом качества был радостный вопль владельца «О, вот это да, вот это зачет!».
Что-ж, доверюсь на его слух и вкус, и всем рекомендую начинать строение ламповых микрофонных преампов именно с этой конструкции.
↑ Файлы
Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.
—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»
Добрый день, уважаемые любители электроники. Сегодня хочу выложить на сайт микрофонный ламповый предусилитель на лампах 6Ж32П.
Основной причиной сборки явилось наличие двух микрофонных трансформаторов со старого микшерного пульта Tesla. Это подкупало сделать усилитель с хорошим балансным входом.
Хотя, в последствии оказалось, что это не входной трансформатор, а выходной (понижающий). Потребовалась переделка. Вход трансформатора стал выходом, а параллельные обмотки, идущие к моему микрофону, соединил последовательно. Работа удалась. Хочу так же отметить, что трансы сделаны на очень хорошем пермалое. Качественно. Спасибо Чехословакии и фирме Tesla.
В итоге, входное сопротивление трансформатора (по мультиметру) стало порядка 64 ом, а выходное, идущее на первую сетку лампы, осталось 1370 Ом. Вот трансформаторы после переделки:
Далее в Спринте была нарисована плата. Правда, был небольшой брак в текстолите (при травлении отслоилась медь в одном месте). Но, не беда.
Далее пошел процесс сборки усилителя. Вот несколько фотографий:
Пришло время блока питания. Решил питать схему от 9 вольт АС. Анодное – от DC-DC преобразователя, накал от 6 вольт постоянного напряжения. На плате усилителя уже разведен блок питания кроме преобразователя анодного напряжения. DC-DC преобразователь собирал по следующей схеме:
Схема проверена неоднократно. При отсутствии ошибок работает сразу. Транзистор Q2 можно ставить ВС547. Прекрасно работают и наши КТ3102.
Напряжение регулируется от 170 до 295 вольт. Дабы избежать фона вообще, на выходе я еще поставил конденсатор 330мкф на 400в. А уже после него питание шло через включатель анодного напряжения (электронный дроссель решил не ставить) на фильтры питания самого усилителя.
Далее собрал блок фантомного питания. Себе собирал на макетной плате, но в архиве к статье несколько вариантов леек. Блок питания (накал+анодное). Отдельно плата фантома на микросхеме 4049. И БП в трех лицах на одной плате (накал, преобразователь анодного и преобразователь фантомного питания). На платах все подписано!!
На выходе получилось 35 вольт, что по норме
фирмы AKG (фантомное постоянное напряжение от 9 до 52 вольт) вполне соответствует необходимому уровню. Только должны отличаются номиналы резисторов, идущие на горячий и холодный вход микрофона. При 35 в. номиналы стандартные – 6.8кОм. При питании 15 вольт на входе — на выходе получите обещанные 48в. Если это принципиально.
Микросхема СD4069, CD4049, все диоды 1N4148 (если завалялись наши КД522, КД521, КД510, КД503 – ставьте, все работает), конденсаторы ставил 33мкф, 47мкф с рабочим напряжением 50В. На 1 мкф не пробовал. На выходе фильтр (резистор 100 Ом, конденсатор 47мкф/50В) и два резистора 6.8кОм на выводы 2 и 3 разъема XLR.
Теперь схема! Изображено все, как у меня в конструкции, за исключением светодиода включения фантомного питания и включателя с подсветкой на анодное питание. Блоки DC-DC изображены условно. Подключение, как на схеме. Сами блоки в Спринте в архиве в трех вариантах. Еще раз говорю, там подписано и разведено все! На выбор.
Для получения нужного минусового смещения между 1-й сеткой и катодом увеличивал катодный резистор до 4.3 кОм. (у каждого может быть по разному). Питание анода от БП 295в. Высоковольтные резисторы не менял. Ставил только 0.25 Вт. Нагрев отсутствует. Ток анода в пределах нормы. Анодный конденсатор стоит 0.1мкф. Не было 0.22. Анодный и катодный конденсаторы желательно ставить хорошие. Сэмплы записывал на тех, что стоят в плате (Джемикон и желтые SX). Сейчас заказал Рубиконы в катоды и жду ФТ-3 в качестве межкаскадных. Правда, 0.22 в плату не войдет. Только 0.1мкф. А если обобщить, то на звук влияет все.
Сэмплы старые. Когда поставлю новые конденсаторы в катод и анод — запишу новые. Кроме того, по совету коллеги, параллельно вторичной обмотки трансформатора поставил резистор 22к. (на плате его нет. Надо припаять со стороны печати). И резистор 22к, идущий на первую сетку лампы,(на плате — *) уменьшил до 1к.
В конце, после тестов, во Фронтдизайнере нарисовал фронт и тыл. Распечатывал на фотобумаге, приклеил на панели, покрыл лаком. Потом монтировал XLR — ы и переменные резисторы. Пока более серьезные технологии не пробовал. Вот фото готового устройства:
т
Анодное напряжение включаю после 30с. – 1мин. выдержки.
Как я уже писал, электронный дроссель не ставил. Хотя, собранная плата задержки анодного была, но не вписалась в корпус по размерам.
На этом все. Всем работающих схем. С уважением, Эдуард Волков.
музыкант, инженер, звукорежиссёр — всё в двух лицах!
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.
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:
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.
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.
