Меню

Регулировка ламп на усилителях



Тема: Простой способ настройки двухтактного лампового усилителя.

Опции темы

Простой способ настройки двухтактного лампового усилителя.

Я использую эту методику давно. На ее идею меня натолкнул тот факт, что силовой трансформатор на стержневом магнитопроводе начинает «гудеть» при несимметричности нагрузке катушек на разных его стержнях. Это натолкнуло меня на мысль об использовании этого явления при настройке симметричности выходного 2-х-тактного усилителя. Я стал экспериментировать с разными усилителями и в результате этих экспериментов появилась данная методика.

Предварительно надо подготовить усилитель к настройке, т.е. временно впаять подстроечные резисторы достаточной мощности в соответствующие цепи ламп фазоинверсного (для балансировки усиления плеч) и оконечного каскада (для балансировки тока холостого хода). Пример для фазоинверсного каскада представлен на рис.1 и рис.2.

Рис.1 Рис.2
В схема на рис.1 сопротивление подстроенного резистора следует брать несколько больше номинала оригинальной конструкции. В схеме на рис.2 подстроечный резистор следует также взять номиналом несколько больше оригинального, но устанавливать его следует в цепь первой лампы по ходу сигнала, если это схема фазоинвертора по парафазного или самобалансирующегося типа.
Мощность подстроечного резистора должна быть не меньше мощности постоянного резистора вместо которого (или последовательно или параллельно с которым) он устанавливается. Причем, после окончания настройки полученное сопротивление подстроечного резистора (суммарное: постоянный резистор и подстроечный) должно отличаться не более 5..10% от указанного на оригинальной схеме.
Если же полученное сопротивление значительно отличается от значения в оригинальной схеме, то следует устранить причину вызывающую столь сильный дисбаланс плеч и повторить настройку. Причиной сильного дисбаланса может быть износ ламп, значительная несимметричность выходного трансформатора, ошибка в монтаже и другие причины.

Для настройки нужно:
а) собственно усилитель с потенциометром(-и) баланса смещения выходных ламп и потенциометром баланса напряжения в плечах фазоинвертора. Если таковые не предусмотрены, то установить их временно и после настройки заменить их постоянными резисторами соответствующего номинала;
б) динамик соответствующего сопротивления и эквивалент нагрузки (проволочное сопротивление соответствующего номинала и мощности);
в) звуковой генератор (подойдет любой программный генератор звукового редактора или соответствующая программа, генерирующая синусоидальный сигнал);
г) достаточно тихое помещение.
Желательно использовать подобранные лампы, но если выбора нет, то и с теми, что имеются в наличии настроенный усилитель позволит получить максимум.

Из чего я исходил:
Все лучшие свойства 2-х-тактного усилителя проявляются в наибольшей степени при его полной симметрии – фазовой и амплитудной обоих плеч.
В реальных усилителях, есть много факторов ухудшающих симметрию плеч — разброс в номиналах деталей, паразитные свойства монтажа, несимметричность обмоток выходного трансформатора и др.
Учесть эти факторы теоретически не представляется возможным в конкретной конструкции, но точная настройка плеч может эти негативные факторы уменьшить или даже свести на нет, повышая таким образом качество звучания имеющегося усилителя на его максимально заложенную конструктором высоту.

Вот непосредственно методика настройки:
1. Включаем усилитель с подключенным динамиком (или акустической системой – мне больше нравится одиночный динамик ,который я подношу к уху, если блок питания усилителя очень качественный) и даем лампам полностью прогреться и войти в режим. Регулятор громкости усилителя установлен на ноль.
2. Потенциометром, регулирующим баланс смещения, добиваемся минимального уровня фона переменного тока в динамике. Именно в динамике, а не по равенству токов идущих через выходные лампы ,т.к. исходим из того, что симметричность выходного трансформатора нам не известна в общем случае и ее мы принимаем на веру. (Хотя по сравнению с методикой равных токов через выходные лампы – разница с данной методикой минимальная, но она все-таки есть). Если усилитель достаточно высококачественный (при громкости на «0» в колонах тишина), то можно использовать и наушники.
3. Выключаем усилитель. Отключаем динамик(наушники) и подключаем эквивалент нагрузки. Снова включаем и прогреваем усилитель.
4. Подаем на усилитель синусоидальный сигнал 1кГц (можно и другой — кому как понравится)
5. Добавляем громкость усилителя до получения более половины выходной мощности (с некоторым запасом до начала ограничения) – измеряя напряжение выходного сигнала вольтметром. Для каждого сопротивления нагрузки и мощности усилителя разное значение.
6. Слушаем как «поет» выходной трансформатор и вращая потенциометр баланса фазоинвертора добиваемся наименьшей громкости «пения» (если режим работы выходных ламп АВ или В) — в идеале полная тишина (класс А).
7. Отключаем усилитель и, если потенциометры баланса смещения и баланса фазоинвертора не предусмотрены конструкцией – их надо предварительно впаять, а после завершения настройки –заменить на постоянный резисторы соответствующего номинала, впаянный в нужном месте схемы усилителя.
8. Настройка закончена. Можно подключить акустическую систему и наслаждаться.

В чем физический смысл такой настройки:
Исходим из того, реальный выходной трансформатор несколько отличается от идеально, особенно если это недорогой трансформатор намотанный на броневом сердечнике используя разные секции катушки в разных плечах, а не симметрично разделенных и намотанных в разные стороны. В таком трансформаторе даже при идеальном равенстве напряжения на сетках выходных ламп (баланса фазоинвертора), равного смещения и абсолютно одинаковых выходных ламп протекают разные токи сигнала, т.к. обмотки плеч имеют некоторую разницу сопротивления постоянному и переменному току (за счет различия индуктивностей).

Читайте также:  Регулировка развал схождение луаз

В момент прохождения сигнала разных плеч оконечного каскада через свои обмотки возникает разница в динамической намагниченности сердечника трансформатора, отчего трансформатор и начинает «петь». И чем эта асимметрия выше, тем больше это разностное намагничивание, или точнее — перемагничивание при усилении положительных и отрицательных полуволн синусоидального сигнала и тем громче «поет» трансформатор. Причем его «голос» не только становится тише при точном балансе, но и по спектру «ниже», что легко заметить на слух, по крайней мере на усилителях свыше 50вт.

Надеюсь данная методика настройки 2х-такных ламповых усилителей окажется полезной. Буду благодарен за отзывы и замечания по статье.
Виктор Гурченко (Victor Custom)

Последний раз редактировалось VictorCustom; 18.10.2012 в 00:09 .

Источник

Смещение ламп выходного каскада

Напряжение смещения влияет на характер звука, правильную работу и срок службы ламп выходного каскада. Опытный пользователь может сам отрегулировать фиксированное напряжение смещения при замене ламп. В противном случае нужно доверить это дело специалисту. Рэндалл Смит из “Mesa Boogie” говорит: «за 12 лет активного ремонта гитарных усилителей одной из наиболее частых проблем является неправильная настройка Bias, либо его отклонение из-за вибрации».

Что такое смещение (bias)

Лампа усиливает сигнал, поданный на её управляющую сетку. Она будет делать это при наличии на сетке более отрицательного напряжения относительно катода. Тем самым регулируется количество электронов, которые проникают сквозь сетку на пути от катода к аноду. Меняя напряжение на сетке, мы можем менять напряжение на выходе (аноде). Существует две разновидности смещения:

  • Резистор между минусом источника питания и сеткой лампы сам устанавливает оптимальное отрицательное напряжение. Сопротивление этого резистора подбирается индивидуально для каждой конкретной лампы. При автоматическом смещении на катодном резисторе рассеивается относительно большая мощность, которая могла быть отдана в нагрузку. В качестве компенсации приходится увеличивать напряжение питания выходных ламп, что приводит к снижению КПД.
  • Фиксированное смещение подразумевает одно и то же отрицательное напряжение, которое настраивается переменным резистором на определенную величину. Такой тип позволяет получить более высокую мощность в ущерб качеству звука. Напряжение может формироваться через отдельный выпрямитель и обмотку силового трансформатора, поэтому практически не зависит от величины анодного напряжения, как в случае с автосмещением.

Push-Pull усилители

Двухтактный выходной каскад, также известный как класс «В» или «АВ», способен обеспечивать достаточно серьезную выходную мощность, в отличие от однотакта (single ended). В таком каскаде одна лампа (или несколько включенных параллельно) используется для восходящей части волны, а другая – для нисходящей части исходного сигнала. Очень похоже на качели, проталкивающие ток в акустическую систему через выходной трансформатор. Для достижения максимальной эффективности фиксированный bias сделан крайне отрицательным, вплоть до того момента, когда лампы могут усиливать только положительную полуволну – это известно как смещение вблизи отсечки.

В чистом классе «В» проблемы начинаются при переходе сигнала через нулевое значение. Лампы по своей природе имеют нелинейную характеристику – в наибольшей степени это проявляется в драйверном каскаде. Здесь появляются искажения типа «ступенька» (crossover distortion), возникающие при переходе сигнала через «ноль». Степень отклонения от линейной зависимости характеризуются общим коэффициентом гармоник (Кг).

Лучший способ противостоять таким искажениям – сделать одновременное усиление в области нулевого значения. Другими словами, отрицательная полуволна начнет усиливаться в тот момент, когда сигнал находится в верхней части амплитуды. То же самое должно происходить и в обратном направлении. Чем идеальнее соблюдение этого правила, тем больше усилитель приближается к классу «АВ» и «А».

Настройка смещения ламп выходного каскада

Как убедиться в правильной настройке смещения? Нужно измерить напряжение на катодном резисторе, подсоединив плюсовой щуп мультиметра к катоду лампы, а минусовой – на общий провод (минус питания). Для 6П14П это значение равно -6,5 В, для 6П3С равно -14 В. В схеме с фиксированным смещением можно отрегулировать нужное отрицательное напряжение с помощью переменного резистора или подбором номинала постоянного сопротивления. Таким образом, устанавливается ток покоя оконечного каскада.

При недостаточном напряжении смещения выходные лампы будут сильнее нагреваться и быстрее придут в негодность. От блока питания потребуется большая мощность, чем требуется.

При чрезмерно отрицательном напряжении смещения нелинейные искажения типа «ступенька» станут отчетливо слышны. Это также может повредить лампы тем самым образом, когда они используются в течение длительного времени без перерыва.

Особенно важен одинаковый ток покоя в лампах драйвера и оконечника. В противном случае на выходном трансформаторе будет дисбаланс по постоянному току. И усилитель не будет отдавать всю полезную мощность в нагрузку.

Возраст лампы и отклонения в смещении

Как известно, все лампы в процессе эксплуатации изнашиваются, начиная звучать блекло. Важным фактором в длительности эксплуатации является пропускная способность, или трансдуктивность. Она определяет силу тока, которую проводит лампа при заданном напряжении на управляющей сетке. Старые лампы со временем проводят меньший ток, нежели новые. Естественно, в процессе эксплуатации смещение может выходить из заданных значений, поскольку гитарные комбики подвержены также и механическим вибрациям.

Читайте также:  Регулировка ширины колеи на пути и стрелочном переводе

Вот почему ламповые усилители нуждаются в небольшой профилактике хотя бы раз в 3-5 лет, и уж тем более после замены ламп.

Источник

Настройка ламповых УМЗЧ

В связи с возросшей популярностью лампового звука, многие бросились конструировать ламповые усилители. Но, хотя ЛУ менее прихотливы к режимам и элементной базе, все же после сборки их необходимо настраивать, учитывая некоторые особенности.

Внимание! Напряжения в анодных цепях могут быть опасны для жизни. Обесточьте аппарат перед вмешательством, разрядите сглаживающие конденсаторы, выполняйте работы при помощи инструментов с надежной электроизоляцией и, в случае необходимости работы под напряжением, обеспечьте присутствие лиц, способных оказать вам первую помощь при поражении электрическим током.

Как и в любом другом У., проверку и настройку следует вести от «хвоста» к «голове». Начнем с 1-тактной схемы (рис.1).

Наверняка каждый собирал нечто подобное на заре своего увлечения.

Настройка выходного каскада.

Итак, начнем с выходного каскада. Убираем из схемы С7 и рассматриваем каскад на VL2.

1. Слышен гул на частоте 50Гц.

1-1. Проблема с БП.

Мала емкость конденсаторов в сглаживающем фильтре или индуктивность дросселя. Обычно там используются электролитические конденсаторы, которые со временем теряют емкость – «высыхают». Начать следует с конденсатора, ближайшего к выпрямителю. Так же возможно, что сама схема выпрямителя не соответствует потребляемому току. Рекомендую мостовые выпрямители – у них конденсаторы почти в 2 раза меньше, чем в других схемах.

1-2. Идет наводка по сеточной цепи.

Можно немного уменьшить R9, но чем меньше изменения – тем лучше, поскольку в такой схеме это приведет к снижению входного сопротивления каскада и ухудшению АЧХ.

По возможности лучше экранировать все линии прохождения сигнала. В частности от С7 к управляющей сетке VL2.

Еще возможной причиной может быть избыточное сопротивление R10. Но его следует подбирать с крайней осторожностью, поскольку его подбор влияет на режим каскада по постоянному току и может привести к росту нелинейных искажений.

1-3. Мала емкость С8. Нужно заменить или подобрать. Однако следует иметь ввиду, что избыточная емкость приведет к потерям на ВЧ.

2. Слышен шум.

Здесь следует определить тональность шума «коричневый (розовый)» или «белый». Образцы я прикрепил в архиве.

2-1. В случае низкотонального шума нужно проверять конденсаторы в анодной и катодной цепях (а так же другие реактивные элементы, если они есть). Это т.н. местные обратные связи (далее ОС. ООС – отрицательная обратная связь – противофазный сигнал по отношению к рабочему, ПОС – положительная обратная связь – синфазный сигнал), которые ограничивают усиление, но вместе с тем подавляют шумы, нелинейные искажения и самовозбуждение. Они могут не соответствовать заявленным параметрам, отсутствовать или иметь пропадающий контакт (плохо припаяны). Так же не исключена ошибка разработчика самой схемы (обычно такие элементы промаркированы «*», т.е. элемент нужно подобрать).

2-2. Высокотональный («белый») шум появляется в результате неисправности лампы или того же пропадающего контакта. Не спешите сразу менять лампу. Вероятнее всего это окисленная панелька. Лучше ее промыть чем-нибудь нейтральным, либо заменить. Обработка абразивными инструментами может привести к противоположным результатам. Физика этого процесса вполне ясна: при неплотном контакте штырьков с панелькой имеют место искровые разряды, а озон, который образуется при этом, еще активнее окисляет обе поверхности. Определить источник проблемы можно щелкнув по лампе пальцем. Шуршащий звук – неисправность панельки, звенящий – неисправность лампы. Если данный метод не дал результатов, временно замените лампу и повторите попытку.

2-3. Так же причиной любого шума может быть избыточное сопротивление анодно-катодной цепи. Начните подбирать R10 (для начала в небольших пределах, иначе повредите лампу и трансформатор). Если подбор этого резистора не дает ощутимых результатов, я вам не завидую – проблема в режиме анодной цепи по постоянному току. Значит, трансформатор не соответствует необходимым параметрам каскада. Придется либо подобрать другой трансформатор, либо перемотать существующий. Не дай вам Бог пережить это!

3. Нелинейные искажения. Это вид искажений, которые можно наблюдать как геометрические изменения формы сигнала на осциллограмме. На слух они определяются по разным признакам: на НЧ ощутимо возрастает хрип, на ВЧ – «свистящие» становятся «шипящими». Как травило, подобные искажения, следствие перегрузки – избыточное усиление, избыточный уровень входного сигнала, смещение рабочей точки и т.д. Разберемся с наиболее характерными источниками.

3-1. Нехватка/избыток анодного напряжения. Все это приводит к смещению рабочей точки, следовательно, некоторые полуволны подавляются режимом лампы по постоянному току. Ситуация аналогична п.2-3. Работать следует аналогично, но перед этим следует проверить напряжение питания У. в режиме молчания и при наличии сигнала (если снижение уровня входного сигнала позволяет убрать искажения, то выходной каскад исправен). Собственно, в таком случае неуместно говорить об устройстве как об усилителе класса «А».

Читайте также:  Регулировка света на тойота харриер

3-2. Ослабление накала. ВАХ лампы, в этом случае, тоже далека от идеала. В этом легко убедиться подав сигнал на плохо прогретую лампу. Собственно, это не такая уж серьезная проблема. Все сводится к времени готовности У. Такое может случиться и с транзисторным У., только там время зависит от емкости (времени зарядки) сглаживающих конденсаторов.

3-3. Избыток входного напряжения. Можно поставить резистор между разделительным конденсатором С7 и управляющей сеткой VL2. Добавочный резистор и R9 образуют делитель, который понизит сигнал. Это изменит АЧХ, но подъем на НЧ можно решить подбором С7 (уменьшением). Кстати, R9 тоже оказывает определенное влияние на режим по постоянному току, так что его подбором тоже можно прийти к нужным результатам.

Настройка предварительных каскадов. Теперь вернем на место С7 и уберем С2. Таким образом получается уже готовый У., охваченный ОС. По большому счету 2-й каскад нужен только для компенсации потерь в цепях тонкоррекции. Т.е. при напряжении входного сигнала 1,5-2В, 1-й каскад можно вовсе исключить. Справедливости ради следует заметить, что каждый каскад неизбежно вносит искажения и шум, а на выходе все это суммируется. В реальности каждый сам решает сколько каскадов нужно для обеспечения нужного усиления. То, что было сказано выше, справедливо и по отношению к триодам. Здесь задача даже несколько упрощается, поскольку анод нагружен не на трансформатор, а на обычную активную нагрузку – резистор, часть которого, в случае необходимости, можно заменить на подстроечный. Я бы не советовал этим увлекаться, поскольку переменные резисторы тоже могут быть источником шума (в том числе белого, который многие по неопытности списывают на грехи лампы). Итак, не будем обсуждать режим каскада VL1-2 и перейдем к У. в целом. Как видно из схемы в работу включилась очень важная цепь – петля общей ООС. Как мы знаем, фаза ОС зависит от того к какому выводу вторичной обмотки подключена петля. Поскольку разница составляет 180гр., ОС может стать положительной. Если при включении резко возрос шум или фон, значит У. стал генератором. Прежде чем колдовать над триодом, перекиньте цепь ОС на другой вывод вторичной обмотки (оставшийся, соответственно, переключить на общий). Петля состоит из R8R11R12. Резистор в катодной цепи VL1-2 является нагрузкой этого делителя. Как правило ОС не оказывает существенного влияния на режим катода по постоянному току, но для этого должно выполняться условие R11+R12>>R8. При помощи ООС можно значительно снизить шум и искажения, но без фанатизма, поскольку этот эффект достигается снижением усиления вплоть до полной непроходимости сигнала.

Теперь рассмотрим 2-тактные усилители. По сути, предусилитель в таких схемах ничем не отличается, но вместо выходного каскада там стоит фазоинвертор, который раскладывает сигнал на полуволны и усиливает каждую отдельно. Вполне понятно, что режим по постоянному току в таких каскадах смещен в «-», что позволяет максимально усилить положительную полуволну и проигнорировать отрицательную, которая смещена фазоинвертором на 180гр и усиливается вторым плечом. В схемотехнике это реализуется 2 способами. На рис.2 показан способ, где триод является одновременно инвертором, как предварительные каскады и катодным повторителем.

Такой каскад, при кажущейся простоте, довольно сложен в настройке. Прежде всего это связано с тем, что у инвертора и повторителя разные выходные сопротивления и, соответственно, разная нагрузочная способность. Чтобы загнать в режим такой каскад, нужно не только добиться его симметрии относительно полюсов питания, но и тщательно подобрать постоянное напряжение на сетке (соответственно анодное напряжение левого триода Л2), чтобы амплитуды разделенных сигналов были равны по модулю (напоминает работу маятника Максвелла), но сам фазоинвертор не выходил из линейного режима. О последствиях разбалансировки ФИ судите сами. Мое субъективное мнение – бог с ней, с простотой, ради избавления от таких сложностей и лишней лампы не жалко. Другой вариант – когда ФИ состоит из 2 обычных каскадов с общим катодом (Рис.3).

Левый триод Л1 поворачивает фазу на 180гр. и передает на второй триод и нижний противофазный пентод. Правый триод поворачивает фазу еще на 180гр (возвращает в исходное состояние) и передает на синфазный пентод. Кроме описанных операций с однотактными каскадами нам остается только подобрать входной делитель правого триода таким образом, чтобы амплитуды анодных сигналов были равны.

По лампам, пожалуй, всё. В следующей статье будем рассматривать полупроводниковые УМЗЧ. Вопросы обсудим на форуме.

С уважением Павел А. Улитин. г.Чистополь (Татарстан).

В статье использованы иллюстрации из книги Р.Свореня «Усилители и радиоузлы» (1965г.)

Источник

Adblock
detector