ПРОЕКТ №35: Лампово-транзисторный усилитель для стереонаушников


1. Усилитель С. Филина
В те далёкие времена, когда ещё не существовало понятие «гибридный» по отношению к УНЧ, их называли посто «лампово-транзисторными». Впервые я обратил внимание на схему такого усилителя в брошюре «В помощь радиолюбителю» (ВПР), выпуск 76 (1982 г), с. 40, С. Филин, «Лампово-транзисторный усилитель для стереотелефонов». Но в те времена модно было делать мощные усилители, и я пропустил этот материал, хотя в памяти заметка осталась.

Схема:

Параметры:
номинальная выходная мощность каждого канала 0,025 Вт;
чувствительность около 400 мВ;
полоса рабочих частот 20 – 60 000 Гц;
неравномерность частотной характеристики не более ±1,5 дБ;
коэффициент нелинейных искажений менее 0,2%;
уровень собственных шумов при открытом входе не более -75 дБ.
Схема блока питания:

Более подробно см. первоисточник ССЫЛКА на вырезку из «ВПР-76»

Я не любитель торчать на форумах, да и времени на такое времяпровождение, извините за каламбурец, практически нет. Но несколько шибко отрицательных отзывов об усилителе Филина попались мне на глаза. Не думаю, что эти «деятели» действительно грамотно собирали усилитель (если собирали вообще!). Я сам когда-то давно собирал другие, более мощные усилители С. Филина, и они прекрасно работали. Уверен, так оно обстоит и на этот раз.

Меня несколько удивило, когда я увидел в Интернете схему из книги В. Пестрикова «Энциклопедия радиолюбителя», с.274, «Гибридный усилитель для стереонаушников». Причём, как это заведено у всех плагиаторов, не имеется никакого упоминания о первоисточнике. Схема и описание взяты 1:1 из ВПР-76. Плюс ко всему, в параметрах допущена грубая ошибка: «чувствительность…около 400 мВт», которая повторяется потом в Интернете систематически. Стало быть, для многих «мВт» и «мВ» суть одно и то же.

Посмотреть можно здесь ССЫЛКА на вырезку из "Энциклопедии"

Вот типический пример:

2. Версия М. Шушнова
Творческий подход к первоисточнику продемонстрировал М. Шушнов.В журнале «РАДИОМИР», №11, 2006 г, с.5 естьего статья «Гибридный усилитель для наушников». Эта схема также многократно растиражирована в Сети, поскольку построена на MOSFET’ах.

Схема усилителя:
Параметры:
номинальная выходная мощность каждого канала 0,025 Вт;
чувствительность 250 мВ;
полоса рабочих частот 5 – 80 000 Гц;
неравномерность частотной характеристики не более ±2 дБ;
коэффициент нелинейных искажений не более 0,2%;
уровень собственных шумов при открытом входе не более -75 дБ.

Схема блока питания:

Более подробно см. первоисточник ССЫЛКА на вырезку из «РАДИОмира»-11, 2006

Тема оказалась настько плодотворной, что в «РАДИОМИРе» №12, 2013 г. М. Шушнов опубликовал ещё один вариант ССЫЛКА на вырезку из «РАДИОмир»-12, 2013
Как выражался товарищ О. Бендер: "Плодотворная дебютная идея - Qwasi Una Fantasia"!

3. Детали, рекомендуемые авторами:

4. Справедливости ради следует отметить, что в сети встречается (правда, редко) и другой вариант «по мотивам С. Филина» (именно так называется, да так оно и есть на самом деле!):

5. Делаю усилитель С. Филина
5.1. Где взять 6Н23П? Глупый вопрос, скажет продвинутый радиолюбитель, – купить! Чтоб новая была. Но у меня столько РАДИОхабара накопилось, что покупать новые компоненты совершенно нецелесообразно. Успеть бы использовать хотя бы часть имеющихся. Где-то в коробках такие лампы точно есть. Но, помню, в блоках ПТК (переключатель телевизионных каналов) старых ламповых телевизоров стояли именно такие лампы. А из ПТК вытащить 6Н23П и применить её в усилителе интереснее. Как она будет работать? Будет ли работать вообще, спустя столько лет? Нахожу этот самый ПТК. Молодёжь уже и не знает, что были когда-то телевизоры, в которых каналы переключались вручную путём поворота особой ручки. Кажется, ПТК были стандартными на 12 позиций, т.е. каналов. А реально в нашей местности можно было принять 1-2 канала! Но это совсем другая история, с которой связано и изготовление различных телевизионных антенн, и антенных усилителей…
Вот он – ПТК:

6Н23П – двойной триод – эдесь сидит:

А рядом с ней 6Ф1П – триод-пентод. Извлекаю лампы:

Лампа, конечно, БУ’шная, но будем посмотреть… Кстати, на 6Ф1П люди тоже делают усилители для наушников, но с высоким анодным напряжением и с выходными трансформаторами. Мне такой вариант пока не подходит.

5.2. Транзисторы:

Слева вверху – КТ601Б, справа вверху – КТ801Б, справа внизу – КТ807Б и, для сравнения, КТ603Б.
КТ601Б или КТ801Б будут в усилителе, КТ807Б – в стабилизаторе.

5.3. Стабилизатор
Детали для стабилизатора:

Транзистор КТ807Б на радиаторе, диоды КД105, резисторы МЛТ-0,5, конденсаторы К50-35 и К50-16.

Трансформатор «ТН 36-127/220-50» мощностью 30 Вт имеет 4 вторичные обмотки по 6,3В Х 1,2А:

Три вторичных соединяю последовательно ~6,3х3=18,9В, а после диодного моста должно быть ±18,9х1,4=26,46В. Стабилизатор это напряжение несколько понизит. Для накала лампы можно подать на мост не ~6,3В, а ~5В, т.к. две обмотки имеют отводы 5В (12 и 15). Должно получиться ±5х1,4=7В. Полагаю, что при подключении нити накала напряжение сильно не просядет.
Таким образом, БП будет полностью собран на отечественных деталях, как в первоисточнике.

Сначала прикидываю разводку в sPlan7:

Поскольку изображение векторное, то при перемещении элементов проводники «тянутся» за ними, что позволяет примерно расположить элементы, а точная доводка выполняется при рисовании макета платы на бумаге (с использованием реальных компонентов):

Я не делаю этого в «SprintLayout», потому что не вижу смысла в серьёзной возне с печатной платой для таких простых схем. Да и тиражировать плату я также не собираюсь. К тому же, отечественные детали сейчас мало кто использует, а у меня к ним особое чувство :-)

БП собран:

Напряжение накала лампы: на входе выпрямителя ~5,2В, на выходе ±6,47В;

анодное напряжение: на входе стабилизатора ~19,5В, на выходе ±23,6В.

Это нормально. БП готов к работе.

5.4. Собственно усилитель
Детали:

Лампа 6Н23П, транзисторы КТ602Б, резисторы постоянные МЛТ-0,5, переменные СП-1, конденсаторы постоянные МБМ, электролитические К50-3Б, подстроечник тоже какой-то отечественный.

Эскиз платы:


см. схему: R12 и C3 можно безболезненно исключить. Из старой платы пришлось достать 9-штырьковую ламповую панель:

Будущая плата УНЧ:

И здесь я обойдусь без травления.
Усилитель собран на плате:

5.5. Первое подключение разочаровало – не засветилась даже нить накала лампы :-(

Монтаж выполнен правильно. Измерение напряжений: накал всего около ±3,5В! Fantastish! Тогда я подаю на мост~6,3В – нить накалилась, а в наушниках, при касании входов пальцем, стал слышен фон переменного тока. Кстати, при открытых входах не слышно совершенно ничего.

Для проверки я подал на вход сигнал с нетбука:

Проверял усилитель на космической музыке Анджея Кравцова. Усилитель действительно выдаёт на выходе 25 мВт, не более. Звук чистый. Транзисторы немного нагрелись, но далее их температура стабилизировалась (около 40 мин работы). Для прослушивания я использовал отечественные наушники «ТДС-3».

Строго говоря, проверять подобного рода усилители надо аналоговым сигналом, записанным на носитель. Слышал я, что спецы-любители рекомендуют для этого именно вот такой винил (справа):

Не думаю, что это единственный вариант. У меня в коллекции есть весьма недурственные отечественные записи на виниле, например (слева):

Помню, какие очереди (тогда я был студентом) выстраивались за этим диском в Москве в канун Нового, 1977 года. Fantastisch!!

Итак, лампово-транзисторный усилитель С. Филина работает, кстати, как и все его конструкции, которые я собирал. Усилитель также собран полностью на отечественных деталях, так что получилось нечто в РЕТРО-стиле 80-х.

6. Делаю усилитель по версии М. Шушнова
Блок питания буду использовать прежний.
Сразу возник вопрос: чем заменить MOSFET’ы IRF540N, которые применил Шушнов? Я таких не имею, но есть IRFP250, IRFP150, IRF630B, IRFS630 (и всякие прочие, но с несколько экзотическими обозначениями):

Небольшой сравнительный анализ:

Как видно, основное отличие имеющихся у меня MOSFET’ов от рекомендуемых в сопротивлении в открытом состоянии. К тому же, автор опытным путём выбрал именно IRF540N по шумовым параметрам. Я сначала попробую поставить IRF630, а дальше будем посмотреть, поскольку параметры всех транзисторов, как мне кажется, для такого усилителя просто запредельные.

6Н23П – другая, в том смысле, что не та, которая установлена в усилителе Филина. Эту лампу я разыскал в коробке среди прочих. Она также БУ’шная. Я хочу заодно проверить, как она сохранилась.

Макет, для экономии материалов, времени и ускорения процесса, выполню на картоне:

Транзисторы IRF630B без теплоотводов.

Усилитель собран. Вид сверху и снизу:

Включение. С теми же наушниками «ТДС-3», с прежним БП:

Усилитель работает нормально. Звук чистый, хорошо прописаны и верхи, и низы. Мощность, на мой субъективный взгляд, больше 25 мВт, но это как раз хорошо. Транзисторы IRF630B не греются совершенно. Однако, при открытых входах слышен слабый фон переменного тока.
Эксперимент завершён.

В процессе созрело:
1. решение соорудить ещё два усилителя (для сравнения): чисто ламповый и чисто транзисторный;
2. необходимо применять какой-то материал (типа картона) для монтажа и/или изменить сам способ монтажа, чтобы собирать быстрее, иначе всё задуманное не успею воплотить.

© SEkorp, 9 декабрь 2017