Простой ламповый усилитель мощности на 14-20 ватт (6н2п, 6п14п)
Содержание
Налаживание
Налаживание усилителя начинают с проверки режима ламп в соответствии с табл. 1 (напряжения на электродах ламп измерены с помощью вольтметра со входным сопротивлением 5 ком, в).
| Обозначение лампы | Напряжение на аноде | Напряжение на экранной сетке | Напряжение смещения |
| Л1 (левый триод) | 75 | — | — |
| Л1 (правый триод) | 125 | — | -1,5 |
| Л2 | 260 | 260 | -9,0 |
| Л3 | 260 | 260 | -9,0 |
После этого с помощью звукового генератора и измерителя выхода или лампового вольтметра снимают частотные характеристики усилителя при различных положениях регуляторов тембра.
Они должны примерно соответствовать приведенным на рис. 2. Если на низших частотах подъем мал, то его можно увеличить увеличением емкости конденсатора С9 или уменьшением сопротивления R16.
Глубина регулировки на низших частотах подбирается изменением емкости конденсатора С„. Уменьшение R3 по сравнению с R2 также увеличивает глубину регулировки, однако уменьшение R3 уменьшает входное сопротивление усилителя, что не всегда возможно, например, при работе с пьезоэлектрического звукоснимателя.
Необходимые пределы регулировки частотной характеристики усилителя на высших частотах определяются подбором емкости конденсатора С1.
Положение движка потенциометра R12 находится по минимальному фону на выходе усилителя. Следует отметить, что емкость конденсаторов С4 и С8 может быть снижена до 20—30 мкф без значительного увеличения фона.
В правильно собранном и налаженном усилителе уровень фона не превышает 46 Дб (напряжение фона на звуковой катушке равно 12 мВ).
Ю. Михайлов. Радио 1958, №8.
Основные параметры 6П14П
при Uн = 6.3 В, Ua = 250 B, Uc2 = 250 B, Rк = 120 Ом
| Наименование | 6П14П | 6П14П-В | 6П14П-ЕВ | 6П14П-ЕР |
|---|---|---|---|---|
| Ток накала, мА | 760 ± 40 | 760 ± 40 | 760 ± 40 | 800 ± 60 |
| Ток анода, мА | 48 ± 8 | 48 ± 8 | 48 ± 8 | 48 ± 8 |
| Ток 2-й сетки, мА | 5+2 | 5+2 | 5+2 | 5+2 |
| То же в динамическом режиме (при Uс1 ≈ 3,4 B, Ra = 5,2 кОм), мА | 11 | 9+2 | 9+2 | 11 |
| Ток утечки между катодом и подогревателем, мкА | ≤ 25 | ≤ 30 | ≤ 30 | − |
| Крутизна характеристики, мА/В | 11,3−2,3 | 11,5+3−2 | 11,5+3−2 | 12+2−3 |
| Выходная мощность (при Ra = 5,2 кОм), Вт | 4,2−1,2 | 4,3−1,2 | 4,3−1,2 | 3,4 − 4,3 |
| То же при Uн = 5,7 B, Вт | ≥ 2 | ≥ 2,7 | ≥ 2,7 | − |
| Коэффициент нелинейных искажений, % | 8+2 | 8+2 | 8+2 | 8 − 10 |
| Внутреннее сопротивление, кОм | − | − | − | − |
| Сопротивление изоляции катод−подогреватель, МОм | ≥ 5 | ≥ 10 | ≥ 10 | − |
| Межэлектродные ёмкости, пФ: | ||||
| — входная | 11 | 11 ± 2,5 | 11 ± 2,5 | 11+2,5−3,5 |
| — выходная | 7 | 8 ± 2 | 8 ± 2 | 8,5 ± 2 |
| — проходная | ≤ 0,2 | 0,175−0,4 | 0,175−0,4 | 0,175 |
| Наработка, ч | ≥ 3000 | ≥ 1000 | ≥ 5000 | ≥ 5000 |
| Критерии оценки: | ||||
| — выходная мощность (при Ra = 5,2 кОм), Вт | ≥ 2,0 | ≥ 2,7 | ≥ 2,7 | ≥ 2,7 |
| — обратный ток первой сетки, мкА | − | ≤ 1,5 | ≤ 1,5 | ≤ 1,5 |
Предельные эксплуатационные данные ламп 6П14П
| Наименование | 6П14П | 6П14П-В | 6П14П-ЕВ | 6П14П-ЕР |
|---|---|---|---|---|
| Напряжение накала, B | 5.7 − 7 | 5.7 − 7 | 5.7 − 7 | 6 − 6,6 |
| Напряжение анода, В: | ||||
| — при рассеиваемой мощности более 8 Вт | 300 | 300 | 300 | 300 |
| — при рассеиваемой мощности менее 8 Вт | 400 | − | 400 | − |
| — при запертой лампе | − | 500 | 500 | 500 |
| Напряжение 2-й сетки, B | 300 | 300 | 300 | 300 |
| То же при запертой лампе, B | − | 500 | 500 | 500 |
| Напряжение между катодом и подогревателем в лампах 6П14П, В | 100 | 200 | 200 | 200 |
| Ток катода (среднее значение), мА | 65 | 65 | 65 | 65 |
| Мощность, рассеиваемая анодом, Вт | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Мощность, рассеиваемая 2-й сеткой, Вт | 2,2 | 2 | 2 | 2 |
| Сопротивление в цепи 1-й сетки, МОм | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Температура баллона ламп 6П14П, °C | − | 300 | 300 | 300 |
| Температура окружающей среды ламп 6П14П, °C | −60…+70 | −60…+70 | −60…+70 | −60…+200 |
Анодные характеристики 6П14П-ЕВ
Принципиальная схема
Двухкаскадный усилитель мощности построен с двухтактным выходным каскадом по ультралинейной схеме (рис. 1). Усилитель имеет две особенности — отсутствие отдельного фазоинвертора и наличие стабилизированного источника тока в цепи катодов ламп двухтактного каскада.
Идею применения источника тока в выходном каскаде порекомендовал мне пермский конструктор радиоаппаратуры О. И. Катаев.
Первый каскад усилителя собран на двойном триоде 6НЗП. Лампа эта при средних значениях крутизны и коэффициента усиления имеет немаловажную для стереофонических усилителей особенность — симметричную цоколевку. Поэтому каскады левого и правого каналов можно выполнить совершенно симметричными как при навесном, так и при печатном монтаже.
Рис. 1. Принципиальная схема двухтактного лампового усилителя мощности на 6П14П.
Сигнал с регуляторов громкости (переменные резисторы R1.1 и R1.2) в каждом канале через разделительный конденсатор подается на сетку триода лампы VL1. Усиленный сигнал с резистора нагрузки R6 (R7) через конденсатор С5 (С6) поступает на управляющую сетку одной из выходных ламп VL2 и VL3 (здесь и далее указаны элементы лишь правого канала — верхнего по схеме).
Управляющая сетка лампы VL3 соединена с общим проводом, поэтому лампы возбуждаются в противофазе за счет катодной связи и высокого внутреннего сопротивления источника тока.
Параметры трансформатора ТС-160
Напряжения и токи предлагаемого к использованию автором трансформатора ТС-160 (160Вт).
Рис. 2. Принципиальная схема трансформатора ТС-160.
| Первичная обмотка | ||
| Выводы обмоток | Напряжение, В | Ток, А |
| 1 — 3 | 127 | 0,6 |
| 1 — 2 — 2′ — 1′ | 220 | 0,35 |
| 1′ — 3′ | 127 | 0,6 |
| Вторичная обмотка | ||
| Выводы обмоток | Напряжение, В | Ток, А |
| 5 — 6 | 42 | 1,1 |
| 5′ — 6′ | 42 | 1,1 |
| 7 — 8 | 66 | 0,9 |
| 7′ — 8′ | 66 | 0,9 |
| 9 — 10 | 6,8 | 0,3 |
| 9′ — 10′ | 6,8 | 0,3 |
| 11 — 12 | 6,9 | 3 |
| 11′ — 12′ | 6,9 | 3 |
Параметры провода, используемого для намотки обмоток трансформатора ТС-160:
| Выводыобмоток | Числовитков | Марка идиаметрпровода | Сопротивление,Ом |
| 1 — 2 | 414 | ПЭЛ 0,69 | 3,3 |
| 2 — 3 | 64 | ПЭЛ 0,69 | 0,5 |
| 1′ — 2′ | 414 | ПЭЛ 0,69 | 3,3 |
| 2′ — 3′ | 64 | ПЭЛ 0,69 | 0,5 |
| 5 — 6 | 158 | ПЭЛ 0,47 | 3,2 |
| 5′ — 6′ | 158 | ПЭЛ 0,47 | 3,2 |
| 7 — 8 | 250 | ПЭЛ 0,51 | 4 |
| 7′ — 8′ | 250 | ПЭЛ 0,51 | 4 |
| 9 — 10 | 26 | ПЭЛ 0,57 | 0,3 |
| 9′ — 10′ | 26 | ПЭЛ 0,57 | 0,3 |
| 11 — 12 | 26 | ПЭЛ 1,35 | 0,1 |
| 11′ — 12′ | 26 | ПЭЛ 1,35 | 0,1 |
Детали
Источник тока выполнен на стабилизаторе напряжения КР142ЕН5В (5 В). Вход стабилизатора подключен к выводам катодов ламп, а к его выходу подключен токозадающий резистор R11. При номинале этого резистора, равном 43-47 Ом, суммарный ток катодов обеих ламп устанавливается около 120 мА, т. е. по 60 мА на каждую. Лампы рекомендуется подобрать максимально одинаковые по току.
По такой схеме (с источниками тока в катодах) было сделано несколько усилителей на лампах 6П14П. Лампы при макетировании конструкции работали стабильно при анодном напряжении Uа = 370 В и токе Iк = 60 мА.
При этих же значениях напряжения и тока Uа и Ік, но без источника тока (с фиксированным смещением), сразу начинался разогрев анодов После этих экспериментов в металле был сделан усилитель по двухтактной схеме на 6П14П при Uа = 305 В и Ік = 60 мА, как вариант описываемого здесь. Применение источника тока позволило улучшить линейность частотной характеристики усилителя.
Энергетический запас блока питания позволил применить в усилителе электронно-световые индикаторы уровня напряжения 6Е1П — VL6 и VL7. Наличие этих двух зеленых «глазков» «оживило” переднюю панель усилителя Помимо контроля уровня сигнала усилителя, по ним также можно судить о работоспособности блока питания.
Цепь, состоящая из резисторов R18, R19, диодов VD1, VD2 выполняет функции регулятора уровня и детектора огибающей а элементы С18 R22 определяют время восстановления чувствительности индикатора. Узел из этих деталей собран на отдельной небольшой плате которая установлена на основной плате усилителя.
В усилителе использованы только готовые моточные изделия от бытовой теле-радиоаппаратуры. Сетевой трансформатор ТС-160 и дроссель — от черно-белого телевизора «Рекорд-312″ или другого подобного. Выходные трансформаторы — от радиолы ”Урал-114».
При их отсутствии можно изготовить выходные трансформаторы самостоятельно на броневом или витом разрезном магнитопроводе сечением примерно 4..5 см. Индуктивность первичной обмотки — не менее 30 Гн. Для самостоятельной намотки выходного трансформатора полезны следующие сведения.
Первой на катушку наматывают часть вторичной обмотки — 20 витков провода ПЭВ-1 0,5, затем после слоя изоляции кабельной бумагой наматывают первичную обмотку проводом ПЭВ-1 0.112 с отводами от 1280 витков, далее от 1590, 1900 витков, после этого еще добавляют 1280 витков. После прокладки изоляции наматывают вторую часть вторичной обмотки — 37 витков ПЭВ-1 0,5. Коэффициент трансформации — 0,0175.
Остальные детали также могут быть позаимствованы из старых телевизоров — резисторы МЛТ, конденсаторы БМТ, МБМ и др. Однако оксидные конденсаторы целесообразно устанавливать новые отечественные или импортные, например, фирмы JAMICON.
Предельные эксплуатационные данные ламп 6П14П
| Наименование | 6П14П | 6П14П-В | 6П14П-ЕВ | 6П14П-ЕР |
|---|---|---|---|---|
| Напряжение накала, B | 5.7 − 7 | 5.7 − 7 | 5.7 − 7 | 6 − 6,6 |
| Напряжение анода, В: | ||||
| — при рассеиваемой мощности более 8 Вт | 300 | 300 | 300 | 300 |
| — при рассеиваемой мощности менее 8 Вт | 400 | − | 400 | − |
| — при запертой лампе | − | 500 | 500 | 500 |
| Напряжение 2-й сетки, B | 300 | 300 | 300 | 300 |
| То же при запертой лампе, B | − | 500 | 500 | 500 |
| Напряжение между катодом и подогревателем в лампах 6П14П, В | 100 | 200 | 200 | 200 |
| Ток катода (среднее значение), мА | 65 | 65 | 65 | 65 |
| Мощность, рассеиваемая анодом, Вт | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Мощность, рассеиваемая 2-й сеткой, Вт | 2,2 | 2 | 2 | 2 |
| Сопротивление в цепи 1-й сетки, МОм | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Температура баллона ламп 6П14П, °C | − | 300 | 300 | 300 |
| Температура окружающей среды ламп 6П14П, °C | −60…+70 | −60…+70 | −60…+70 | −60…+200 |
Принципиальная схема
Усилитель прост по схеме, имеет небольшое количество деталей и изготовление его доступно даже радиолюбителю средней квалификации.
Усилитель содержит два каскада: фазоинверсный каскад на лампе типа 6Н2П, играющий также роль предварительного усилителя, и выходной двухтактный каскад на лампах типа 6П14П (рис. 1). Левый триод лампы Л, работает в схеме обычного усилителя напряжения.Выходной каскад выполнен по двухтактной, так называемой «ультралинейной схеме». Такая схема имеет хорошую частотную характеристику в широком диапазоне напряжений, малое выходное сопротивление, высокую чувствительность и обеспечивает малые интермодуляционные искажения. Кроме того, она отличается малой склонностью к самовозбуждению даже при глубокой отрицательной обратной связи.
Рис. 1. Принципиальная схема лампового усилителя мощности на 6Н2П и двух 6П14П.Весь усилитель охвачен частотнозависимой отрицательной обратной связью, напряжение которой подается со вторичной обмотки выходного трансформатора в цепь левого по схеме катода лампы Л1.В нижнем по схеме положении движка потенциометра R1 регулятора тембра частотная характеристика усилителя имеет подъем в области высших частот (рис. 2, кривая 3). В верхнем положении движка ослабляются высшие частоты (рис. 2, кривая 4).
Рис. 2. Диаграмма частотных характеристик.Потенциометр R2 — регулятор тембра низших частот. В левом по схеме положении движка частотная характеристика усилителя имеет подъем в области низших частот (рис. 2, кривая 1), определяемый отрицательной обратной связью R15 R14 R16 C9.
В крайнем правом положении движка элементы C2 R2 R3 образуют делитель напряжения. Величина верхнего плеча делителя с понижением частоты возрастает и напряжение, снимаемое с R3, уменьшается, что вызывает уменьшение усиления на низших частотах (рис. 2, кривая 2).
Достоинством примененных регуляторов тембра является их простота, используется всего 4 элемента для раздельной регулировки.
Потенциометр R3 служит регулятором усиления усилителя. Напряжение смещения на сетке левого триода образуется сеточным током, за счет падения напряжения на сопротивлении утечки R4, которое выбирается достаточно большим (8—10 Мом). Усиленное напряжение с анодной нагрузки R7 через разделительный конденсатор С6 подается на сетку нижней по схеме лампы выходного каскада.
Цепь утечки этой лампы состоит из сопротивлений R10 и R11. С сопротивления R10 напряжение сигнала подается на сетку правого триода. Этот триод усиливает напряжение сигнала и поворачивает его фазу на 180°, что необходимо для нормальной работы двухтактного каскада.
С правого триода усиленное напряжение поступает на сетку верхней лампы оконечного каскада. Как видно из схемы, сопротивление R10 входит как в сеточную, так и в анодную цепь правого по схеме триода лампы Л1.
Это создает сильную отрицательную обратную связь, которая поддерживает напряжения на сетках выходных ламп равными по величине. Такая схема фазоинвертера носит название «самобалансирующейся».Для получения большого усиления сопротивления нагрузок R7, R8 выбраны достаточно большими. Место отвода для питания экранных сеток ламп оконечного каскада имеет большое значение для работы усилителя.
Для ламп 6ПЗС и Г-807 между экранирующей сеткой и средней точкой выходного трансформатора должно быть включено 18% всех витков одной половины обмотки, для лампы 6П6С— 5%, а для лампы 6Г114П—25% (величины указаны для случая, когда выходной каскад работает в классе АВ).
Питание усилителя осуществляется от выпрямителя, выполненного на плоскостных полупроводниковых диодах типа Д7Ж пли ДГ-Ц27. Фильтр выпрямителя состоит из двух электролитических конденсаторов С4 и C8 и сопротивления R13.
Напряжение на анодные цепи оконечных ламп подается с первого конденсатора фильтра (С8). Поскольку ток, потребляемый лампой 6Н2П, невелик, сопротивление фильтра выбрано равным 30 ком. С целью уменьшения фона переменного тока средняя точка накальной обмотки заземлена через потенциометр R17.
0
889
0
567
0
574
0
676
0
913
0
904
0
737
