Ламповый усилитель для наушников

Ламповый усилитель для наушников NP-100v12

Рассматриваемый в этой статье ламповый усилитель для наушников могут без труда собрать даже новички. В нем можно использовать любые старые или недорогие новые детали. В основном я придерживаюсь минимальной цены на радиодетали, так как схема не критична к ним.  Она позволяет получить качественную музыку, а также подвигнуть  на более сложные конструкции в будущем. Создавая эту конструкцию, человек набирается опытом. Этот усилитель может иметь произвольные размеры, на усмотрение создателя.

Лампа 12AU7 или  ECC82, которая известна в Европе, представляет собой двойной триод. Эта лампа очень популярная в звуковой технике и достаточно хорошо зарекомендовала себя.   12AU7  может работать при низких напряжениях. Эти лампы можно найти в  винтажных усилителях. Также они использовались в старых вольтметрах, и их длительность работы могла достигать десятилетий.  Двойной триод 12AU7   имеет коэффициент усиления 17, он умеренный по сравнению с его братом 12AX7, у которого он около 100. В усилителе NP-100v12  12AU7   будет работать в конфигурации с общим  катодом, а входной сигнал будет усиливаться  примерно на 10 дБ. Напряжение питания анодов ламп более 120 вольт, но  лампа может работать и при заниженном напряжении,   при котором получаются довольно неплохие результаты.

Лампы разных  производителей 12AU7 (ECC82)
Лампы разных производителей 12AU7 (ECC82)

Ниже представлен график нагрузки, рабочий участок находится вблизи  ветки -6 вольт. На этом участке сигнал может достигать линий  -12 вольт и   0-й линии. В этом усилителе мы не будем применять внешнего напряжения смещения.

График нагрузки
График нагрузки

Лампа имеет  9 штырьковых выводов, счет ведется с левого нижнего вывода по часовой стрелке:
1 - анод 2-го триода
2 - сетка 2-го триода
3- катод 2-го триода
4 и 5 - нить накала
6 - анод 1-го триода
7 - сетка 1-го триода
8 - катод 1-го триода
9 - средняя точка нитей накала (она позволяет запитать накал от 6.3 вольт, соединив вместе ножки 4 и5)

Цоколевка лампы 12AU7 (ECC82)

Хорошая черта этой лампы, то, что в ее баллоне находится два триода, а это экономия места. Нить накала лампы может работать от 12.6 вольт и от 6.3 вольт переменного или постоянного тока. Питание постоянным напряжением накал лампы уменьшает шум  во время работы усилителя.   В  этом ламповом усилителе нити накала питаются от герметичного свинцово – кислотного аккумулятора с напряжением 12 вольт. Аккумулятор подключаем к выводам 4 и5, если же хотим, чтобы напряжение питания нитей накала было 6.3 вольта, то соединяем вместе ножки 4 и 5 и подключаем  питающее напряжение к ножкам 4,5 и 9.

Усилитель работает от свинцового аккумулятора  12 вольт и 1.3 ампер часов. Ток потребления усилителем примерно 400мА, при таком токе усилитель можно слушать пару часов. Батарея является  идеальным источником питания, так как в ней нету пульсаций и шума, который будет слышен при прослушивании  усилителя, что ощутимо  при использовании наушников.

Альтернативное питание
Я использую блок питания от принтера Cannon K30120 13v 1.8A. У него стабилизированное выходное напряжение, хорошая фильтрация  и встроенная защита по току. Такие источники питания легко можно найти в магазинах продающие оргтехнику.

Схема усилителя

Ламповый усилитель для наушников - схема

Она состоит из входной лампы и MOSFET'а с источником тока на LM317. На место полевого транзистора можно поставить  биполярный, но полевые транзисторы более стабильнее при изменению температуры их корпуса. Следует помнить, что МОП-транзисторы чувствительны к статическому электричеству.

Сигнал поступает на сетку лампы через разделительный конденсатор. Проходя через лампу, он усиливается и  идет на затвор полевого транзистора. После полевого транзистора идет на наушники через разделительный конденсатор.

Ток, проходящий через полевой транзистор равен примерно 125 мА. С помощью LM317 можно изменять силу тока, для этого там есть резистор  R4.  LM317 и MOSFET будут нагреваться  в процессе работы. Транзистор может рассеять примерно 1.6 Вт на открытом воздухе, а LM317 примерно 2 Вт при комнатной температуре.  Я тестировал усилитель в течение 24-х часовой работы, помещенный в корпус  объемом   150 кубических сантиметра. В процессе, не было ни каких проблем и сбоев. Можно добавить радиаторы, но при этом нужно подложить слюдяные прокладки под полевые транзисторы и использовать изолирующие шайбы.

На схеме выше показан всего один канал усилителя. Второй канал идентичен  первому, и приводить вторую такую же схему нет необходимости.

Указания по сборке усилителя  для наушников

Собирая усилитель необходимо уметь пользоваться Законом Ома. Иметь цифровой тестер. Хороший паяльник и химию  к пайке. Неплохо было бы купить для тестов обычные наушники, которые если и сгорят  во время тестов, то их не жалко будет.
Все детали и материалы  в данном усилителе легко доставаемые. В усилитель можно поставить более качественные радиодетали, например таких фирм как  Nichicon FG, KZ или Elna –это электролитические конденсаторы, Solen  полипропиленовая пленка, конденсатор C1. Все заключается в деньгах, так как радиодетали этих фирм очень дорогие и их придется заказывать в интернете.

Список радиодеталей
R1                       100k, 1/4W
R2                       150, 1/4W
R3                       4.7k, 1/4W
R4                       10 1/4W
R5                       1k, 1/4W
U1                       LM317
C1                       2.2uF, 16V
C2                       100uF, 16V
C3                       470uF, 16V
Q1                       IRF510
Розетка             9 штырьковое гнездо для лампы
V1                       12AU7
P1                        50k переменный резистор
Аккумулятор    12V 1.3Ah

Резистор R3  можно использовать вместо  Р1, но предварительно подобрав его значение, чтобы получить половину напряжения питания на аноде лампы.

Полевой транзистор можно заменить на IRF610, IRF611 или IRF612. Транзисторы IRF530 или IRF540 лучше не использовать.
Конденсатор С1 не полярный электролитический или пленочный на 2.2мкф.  Большинство слушающих этот усилитель утверждают, что пленочный конденсатор звучит лучше.

Насчет радиаторов, то без них усилитель тоже будет работать, просто элементы, такие как полевой транзистор и  LM317 будут горячими. По желанию можно установить маленькие, пластинчатые или  какие угодно радиаторы.

Плата усилителя выполнена на стеклотекстолите по технологии ЛУТ. В интернете достаточно информации по этому методу.  Можно конечно собрать этот усилитель и на макетной плате,  и навесным монтажом. Травить печатную плату можно хлорным железом или раствором соляной кислоты и перекиси водорода ( эта смесь показала лучшие результаты, и она дешевле хлорного железа). Скачать печатные платы можно в конце статьи.

Плата усилителя

Печатные платы рисовались в программе CADSOFT Eagle. Для изготовления печатной платы необходимо найти  фотобумагу или журнал с глянцевой бумагой, далее напечатать плату лазерным принтером  на заготовке из бумаги и  перевести рисунок платы на стеклотекстолит  с помощью утюга.  После чего дать плате немного остыть, потом отмочить бумагу  и вытравить плату.  Далее сверлим отверстия под детали в плате и желательно залуживаем дорожки от окисления.
После многих экспериментов и переделок  плата была сокращена до размеров 50 х 100 мм.
Детали в плату втыкаются со стороны, на которой нету медного покрытия.  Гнездо для лампы нужно пропаивать очень хорошо, так как оно испытывает большие нагрузки при установке в него лапы, а также при извлечении.

9-ти штырьковые гнезда для лампы

При установке гнезда на плату, не следует сильно изгибать выводы, так как они могут отломиться.

Гнездо,  запаянное в плату

Если у вас другого типоразмера резисторы, то их выводы придется подгонять под отверстия в плате.

Пример изгиба ножек резистора под отверстия в плате

Полярность конденсаторов

Впаивая электролитические конденсаторы нужно соблюдать полярность, иначе они выйдут из строя

Полевые транзисторы и регуляторы напряжения LM317

Клеммы на питание усилителя

Плата в одной из частей корпуса

Отверстия в корпусе легко проделываются с помощью ступенчатых свёрел

Переменный резистор

Входной сигнал подается на  RCA разъем или можно использовать 3.5 стерео джек, далее он поступает на  переменный резистор с помощью которого можно изменять уровень сигнала. Переменный резистор лучше взять покачественнее иначе  при регулировке может быть слышен треск или шуршание.

Компоновка усилителя в корпус

Разогретая лампа, нити накала светятся красно-желтым цветом.

Установка половины питающего напряжения

Установить переменным резистором Р1 половину напряжения питания на аноде. В течении первых двух часов напряжение будет немного меняться, его можно подкорректировать этим резистором.

Измерение постоянного напряжения на выходе

Измерить постоянный ток на выходе усилителя. Оно должно быть не более 10мВ, в образцах которые я собирал оно было где то на уровне  8—3 мВ.

Подключаем ненужные наушники к усилителю

Если все нормально, то подключаем  хорошие наушники и слушаем музыку.

Усилитель готов к использованию

Скачать файлы печатных плат

Оригинал статьи на английском языке (перевод: Василий Сергеевич для сайта cxem.net)

 

Похожие посты:

Как сделать сабвуфер

Ламповй усилитель на 6П31С - Мошурова

Ламповый усилитель - конструкция от UA1ONG

Гибридный усилитель для наушников

Усилители Marshall

Усилитель для компьютера на лампах

Ламповый усилитель своими руками




    Поделиться