Сегодня разгонять ничего не буду. Хочется немного отдохнуть от этих гонок, завалиться на диван и послушать хорошую музыку. Что же использовать в качестве неиссякаемого источника дивных мелодий? Конечно, компьютер. Дома он давно стал не столько рабочим инструментом, сколько мультимедийным развлекательным центром. С его помощью и скачиваешь, и слушаешь, и смотришь.
Самый распространенный способ получить музыку с компьютера - это наушники. Просто, привычно, удобно и совсем не мешает окружающим. И все для этого есть. Усилитель для наушников встроен в любую звуковую карту и даже в интегрированный «звук» материнской платы. Но практически всегда в таких случаях он не особо хорош. А оверклокеры - народ требовательный и любят слушать музыку в хорошем качестве.
Если у вас есть приличные наушники, то раскрыть их потенциал не всякому интегрированному усилителю под силу. Кажется, что может быть проще – купи готовое устройство, слушай и радуйся. Тут и начинаются проблемы. Дешевый усилитель, как правило, ненамного лучше интегрированного. Тот, который нравится, стоит таких денег, что желание его приобрести пропадает само собой. А так хочется получить хороший, но по цене нехорошего… Принцип оверклокинга. Максимальный результат за минимальные деньги.
Немного отвлекусь. После того, как вся музыка перешла на цифру, стали вновь популярны ламповые усилители. Почему? Цифровой звук по сравнению с аналоговым более жесткий. А лампы его смягчают. Есть даже такой термин – «ламповый звук».
«Ламповый звук» - термин, возникший в начале 70-х годов в среде любителей звукозаписи и электромузыкальных инструментов, обозначающий характерную тембральную окраску звука, воспроизводимого аудиосистемой, содержащей усилительный тракт, выполненный на электронных лампах. Появление термина связано с началом распространения транзисторных усилителей.
Как вы уже поняли из цитаты, камень брошен не только в огород цифрового звука, но прошлись еще и по полупроводникам. «Камням», как их называют аудиофилы. Чем «камни»-то не угодили?
И полупроводники, и лампы при усилении сигнала вносят искажения, но природа последних различна, что в первых, что во вторых. В «каменном» усилителе преобладают нечетные гармоники. Они неприятны на слух. Но с помощью грамотной схемотехники их можно значительно уменьшить. С лампами иначе. Здесь преобладают четные гармоники, которые приятны нашему слуху. Поэтому коэффициент гармонических искажений хотя и выше, чем у «каменных», но не так критичен.
Мне могут возразить, что нехорошо, когда усилительный тракт вносит отсебятину, пусть даже приятную на слух. Да, наверно это так. Но насколько хорошо звучит эта «отсебятина»! Если лампы приукрашивают звук, то пусть так и будет. Накладывают же женщины макияж для подчеркивания своей красоты? Мы же не называем это «отсебятиной».
Качественное воспроизведение звука - обширная и очень спорная тема. Во многом в этой теме превалируют вкусовые пристрастия, а порой даже эзотерика, поэтому углубляться в нее не стану. И спорить тоже.
О чем это я ? Ах, да. Так почему бы ламповым усилителем для наушников слегка не облагородить тот звук, что выходит с компьютера? К тому же лампы - это красиво. Светящиеся в полумраке красноватым светом нити накала выглядят завораживающе. А если это оформлено в ретро стиле. Но ламповые аппараты такие дорогие… И что? Есть старая мудрая пословица – хочешь получить вещь - сделай ее сам. Так и поступим.
В этой статье я попробую так изложить процесс изготовления усилителя, чтобы было понятно и доступно для повторения даже неподготовленному человеку. Но нужно предупредить, что в усилителе наличествуют высокие напряжения, опасные для жизни. Нужно соблюдать технику безопасности.
Конечно, не стоит ожидать от этого устройства чудес и звука тысячедолларового агрегата, но услышать и оценить «ламповый звук» будет вполне возможно.
За основу взята схема с сайта Сергея Сергеева. Она очень проста, минимум самых распространенных деталей. Это хорошо сразу с нескольких сторон. Первая - проще сделать. Но есть еще одна грань такой простоты. В ламповой аппаратуре, как в музыкальном инструменте, звучит каждая деталь. Минимум деталей – минимум искажений. Есть даже концепция короткого тракта… Но это опять философия и отход от темы. А тема – изготовление, а не размышления на тему. Поэтому поступаю следующим образом. Пишу список деталей, и еду с ним на радиорынок. На приведенной схеме есть только собственно сам усилитель, без блока питания. Эту схему я приведу ниже, в разделе «сборка». А пока детали.
Итак, список.
Список - дело хорошее, но с ним - как с напитками. Сколько ни пиши, все равно еще раз бежать придется.
Также понадобятся два корпуса. Один - для сборки самого усилителя, а второй - для сборки блока питания к нему. Тут полная свобода для творчества - сделать самому или подобрать что-то готовое.
Почему блок питания вынесен отдельно? Делается это для того, чтобы максимально разнести трансформатор питания и остальные компоненты. Первое: меньше наводок, а, следовательно, чище звук. Второе: силовой трансформатор при работе вибрирует. Больше или меньше - зависит от качества. А практически все лампы обладают «микрофонным эффектом». Если постучать ногтем по работающей лампе, то в динамиках вы этот стук услышите, плюс звон (от сотрясения) самой лампы. Вибрация силовика будет попадать в звуковой тракт, а это малоприятно.
Для изготовления блока питания использую корпус от сгоревшего компьютерного коллеги. А для усилителя приспособил ящик из-под сигар, купленный по случаю на «молотке». Почему не металлический корпус? Опять защита от вибраций. Вспомним старые ламповые радиоприемники. В некоторых моделях шасси для сборки выполнено из металла, а в некоторых из дерева. Считается, что дерево лучше звучит, поскольку меньше передается вибраций на лампы от трансформаторов. Но это опять же дело вкуса, кому что нравится.
Проблем с покупкой не возникло. Упомянутые детали отнюдь не дефицитны и продаются в достаточном количестве.
Вот с этой кучкой и будем работать. Только, как всегда, произошла небольшая накладка. Забыл купить мощные резисторы в блок питания и продавец по ошибке положил конденсаторы 0.1 мкФ, вместо 1 мкФ (синие в нижнем левом углу). Я не проверил, а когда все собрал, было уже невозможно переснять этот кадр. Так что дальше будут появляться детали, не попавшие в этот снимок.
Перед тем, как приступить к сборке, необходимо проверить, есть ли у вас для этого необходимые инструменты.
Начну с блока питания. Сначала, открыв корпус, раскладываю детали, которые будут находиться в нем. Когда определяюсь с размещением, сверлю отверстия и с помощью винтов с гайками креплю силовой трансформатор.
И распаиваю его, сверяясь со справочником и схемой.
Конденсатор С1 - это фильтр, стоящий в сетевом разъеме. F1, F2 – предохранители. В отличии от импульсных блоков питания в этом случае они действительно работают. Лучше поставить. К сожалению, у меня оказалась только одна колодка, пришлось один поставить на входе трансформатора. С2, R1, C2 – фильтр анодного питания. Номиналы - С2 100 мкФ на 450 В. R1 составлен из двух параллельно соединенных резисторов 1.8 кОм. С3 – 470 мкФ на 450 В. С2 размещается в блоке питания, а остальное в корпусе самого усилителя. Параллельно С3 припаян пленочный конденсатор 1 мкФ, 400 В. С4 - конденсатор фильтра питания накала ламп 470 мкФ на 16 В.
Один провод от разъема подключения сетевого кабеля припаиваю к выводу 1 трансформатора, выводы 2 и 4 соединяю перемычкой. А второй провод от разъема питания соединяю с трансформатором через выключатель, который присутствовал на блоке питания и предохранитель. Колодка предохранителя закреплена на стенке блока рядом с выключателем.
Прикрепляю к корпусу блока диодные мосты. Опять пользуюсь винтами с гайками. М3 отлично входят в отверстия решетки блока, так что даже пользоваться дрелью не пришлось.
Теперь нужно распаять вторичные обмотки трансформатора. Снова заглядываем в справочник. Припаиваю провод к выводу, обозначенному волнистой линией «~», диодного моста и соединяю с клеммой 7 трансформатора. Затем соединяю клеммы 8 и 9 перемычкой, а клемму 10 соединяю со вторым выводом «~» диодного моста. На выход моста припаиваю конденсатор 100 мкФ на 450 В, соблюдая полярность. Если здесь сделать ошибку, при включении будет небольшой пиф-паф и конденсатор разлетится на клочки. На эти же выводы припаиваю провода, которые пойдут к анодным цепям усилителя.
Теперь проделываю то же самое с цепью накала. С клемм 19 и 21 трансформатора припаиваю провода к диодному мосту. Выводы «~». А к выводам моста «+» и «-» моста - конденсатор 470 мкФ на 16 В. И по аналогии провод, который пойдет к накалам ламп. Провода нужно прикрепить к корпусу, чтобы потом не оторвать. Вот что получилось у меня. На провода, припаянные к выводам 12 и 11, внимания можно не обращать. Это я добавлял обмотки для повышения анодного напряжения. Потом сделал так, как написано выше.
После монтажа нужно проверить правильность соединений. Лучше два раза с перерывом. И только после этого включить блок в сеть и измерить выходные напряжения. Напряжение накала может быть завышенным, в пределах 7-7.3 В, что не страшно. Под нагрузкой оно просядет до нужных 6.3 В. Высокое должно находиться в пределах 180-230 В. У меня получилось 189.
С крышкой блока не повезло, решетка куда-то затерялась. Пришлось сделать новую, из перфорированного металла. В законченном виде блок питания выглядит так.
На мой взгляд, ничуть не хуже, чем было бы с «родной» вентиляционной решеткой.
Почему не все конденсаторы фильтра расположены в блоке? Основные конденсаторы принято располагать как можно ближе к лампам, для уменьшения наводок. Поэтому в блок питания вынесены только первые конденсаторы фильтра.
Пора приступать к самому усилителю.
Так же, как и в случае с блоком питания, берется будущий корпус и в нем раскладываются все детали. Продумывается их взаимное расположение.
Было бы более правильным сделать сначала макет, на «фанерке». Потом запустить, послушать, настроить. И когда звук понравится, перенести в корпус. Я не буду загромождать статью подобными подробностями. По этой схеме я собираю третий усилитель и макетирование уже лишнее.
Кладу перед собой коробочку, оклеиваю крышку малярным скотчем. Размечаю отверстия под лампы и разъемы. К монтажу ламповой техники есть определенные требования. Если их не выполнять, то результат будет заметно хуже. Входные разъемы нужно располагать как можно ближе к лампам. Их размечаю на крышке. А выходной разъем будет расположен ближе к выходным трансформаторам, поэтому отверстия под него сверлю в самом ящике. Для сверления отверстий большого диаметра удобно пользоваться ступенчатым сверлом.
Циферблат на ящике - это измеритель влажности. Когда-то в нем хранились сигары, и владельцу нужно было следить, чтобы они не пересохли. В моем случае прибор и усилитель никак не связаны, возможно, позже на его место поставлю индикатор «зеленый глаз».
При сверлении оказалось, что ящик не деревянный, а сделан из МДФ и просто оклеен шпоном. Поэтому конусные отверстия под лампы получились некрасивыми. Пришлось снимать скотч, клеить его еще раз. Аккуратно подрезать по окружности и красить внутри этих отверстий. В качестве краски использовалась кузнечная патина.
Теперь надо закрепить ламповые панельки, что обычно делается винтами с гайками. Но в данном случае крышка в форме пирамиды, и сделать это красиво не представляется возможным. Я применил короткие шурупы. Теперь можно спаять схему усилителя.
Сначала монтируется «земляная шина» - общий провод (минус источника питания). Разводке «земли» в ламповых конструкциях отводится много внимания. Все детали с общим проводом должны быть соединены «звездой» - от каждой детали в одну точку. Сделано это для уменьшения фона и наводок. В качестве «земли» использовался облуженный медный провод. Детали монтируются «объемным монтажом», по кратчайшему пути, по возможности собственными выводами. Это ведет к снижению емкости монтажа и уменьшению наводок и фона. Монтаж ведем по схеме. Цоколевку лампы смотрим по справочнику. По три детали на канал, не так сложно.
Теперь займусь расположением конденсаторов фильтра и звуковыми трансформаторами. Дно у коробочки хлипкое. Приклею это все на акриловый герметик не только ко дну, но еще и к стенкам.
Трансформаторы лучше развернуть магнитопроводами относительно друг друга. Это делается, чтобы электромагнитные поля трансформаторов не складывались и взаимно друг друга не усиливали.
После просушки можно приступать к распайке анодных цепей. Провод идет от анода (контакты 7, 8, 9 ламповой панельки) на конденсатор фильтра емкостью 470 мкФ на напряжение 450 В, далее к блоку питания. Паяем, строго соблюдая полярность - минус конденсатора к минусу источника питания.
Вторичную обмотку выходного трансформатора соединяем с выходным разъемом на наушники. Определить, где у ТВЗ 1-9 первичная, а где вторичная обмотки, можно, замерив их сопротивления. Сопротивление первичной обмотки должно находиться в пределах 270 Ом. А вторичная 0.32 Ом. Такое сопротивление обычным мультиметром не измерить. Он покажет ноль. При монтаже нужно соблюдать фазировку обмоток трансформатора. Распаяно должно быть в обоих каналах одинаково. Это важно. Иначе фазы музыкальных сигналов в наушниках будут разные и звук неправильный.
Потом распаиваются накалы ламп. К каждой лампе идут свои провода, применяется тот же принцип «звезды». Электролитические конденсаторы шунтированы пленочными. На фото пленочные конденсаторы емкостью 0.1 мкФ, что недостаточно. Потом, как я и говорил в начале, пришлось ехать за деталями еще раз. Соединяем блок питания с усилителем проводами. Внимательно, соблюдая полярность соединения.
После окончательной сборки еще раз проверяем правильность монтажа. А потом пробный пуск.
Накал у ламп засветился, и ничего не взорвалось. Попытался снять свет от накала ламп, получилось неважно.
После включения необходимо замерить напряжение накала. Оно должно находиться в пределах от 6 до 7 вольт. 7 - это предельно допустимое значение. Если напряжение 7 или выше, то лучше поставить последовательно резистор мощностью 10 Вт, сопротивлением 0.5 – 1 Ом. Номинал подбирается опытным путем.
Схема начинает работать сразу.
Не заработала – ищите ошибки в монтаже.
Дальше идет перечень неисправностей и как с ними бороться.
Вообще подбор ламп влияет на результат. Лучше купить несколько, послушать каждую и выбрать те, что понравятся.
На фотографии также видно, что я дополнительно ввел регулятор громкости, на пробу. Но он не понадобился, в моем случае оказалось гораздо удобнее регулировать звук программно. Хотя, возможно, кому-то он необходим. Включается на входе по схеме потенциометра
Также на фотографии видно, что я шунтировал катодные конденсаторы пленочными. В случае использования Low ESR конденсаторов это делать не обязательно. Но…
Несколько слов о катодных конденсаторах. Увеличивая емкость катодного конденсатора, увеличиваем отдачу усилителя на низких частотах. Некоторые аудиофилы доводят емкость до 10 000 мкФ. Можно и больше, но это уже будет практически неразличимо на слух. Утверждение опять спорное, кто-то слышит, а кто-то нет.
Шунтируя этот электролит пленочным конденсатором, увеличиваем отдачу на высоких частотах. Не сильно. Можно вообще убрать конденсаторы из катода. Будет великолепная середина при некотором недостатке баса. Эти манипуляции по смене и подбору конденсаторов производятся с промежуточным прослушиванием и подбираются по личным вкусовым пристрастиям.
Звук зависит от типа конденсаторов. Электролиты, бумага в масле, пленка. Есть аудиофилы, набирающие «бутерброд» из различных типов конденсаторов. Кто-то улавливает разницу, кто-то нет. Дело вкуса. Если интересно, то можно поэкспериментировать.
Можно продолжить эксперименты с емкостью и типом конденсаторов фильтра анодного питания. В этом случае электролиты обязательно шунтируются пленочными конденсаторами. В сотый раз повторю - дело только в вас. Кто-то это слышит, кто-то нет, а кому-то кажется, что он слышит. Если есть желание и время, то почему бы не попробовать.
ВНИМАНИЕ: Все перепайки в усилителе ведутся на выключенном усилителе. Вилку из розетки нужно обязательно вынуть. После выключения усилителя конденсаторы фильтра питания долго сохраняют заряд. Перед тем, как что-то менять в схеме, нужно их разрядить. Для этого контакты конденсаторов закорачиваются резистором 5-10 кОм. Резистор 1-2 Вт и держать его надо пинцетом. Проскочит искра. Нужно повторить до пропадания искр, после этого можно смело перепаивать.
Вот, во что у меня превратился усилитель.
На вид – жуткое зрелище. Но фона практически нет. Звук отличный. Надо будет попробовать заменить последний конденсатор фильтра анодного на бумагомасляный и послушать. Интересно, услышу ли разницу?
Прослушивание производилось в наушниках Sennheiser HD 280 Pro. Тестируемый ламповый усилитель подключался на выход Cleo Max 24bit 192khz USB DAC with Tube Output Stage. USB DAC подключался к компьютеру с помощью Monster cable High Performance USB.
На компьютере с помощью проигрывателя foobar2000, настроенного на вывод звука через драйвер USB DAC Cleo Max, воспроизводились музыкальные файлы в формате lossless. Усилитель я делал для себя, поэтому и «атслушивал» сам.
Как можно описать звук? Есть для этого куча всяких цветастых терминов. Не буду вдаваться в эти «аудиомурзилочные» дебри. Звук понравился. Особенно хорошо звучат акустические инструменты. Первое время я даже дергался. Стало слышно много того, что проходило мимо при прослушивании со встроенного в звуковую карту усилителя. Поразило то, что слышно шорох одежды музыкантов, прикосновения к музыкальному инструменту. И многое-многое другое, чего раньше не замечалось. Звук стал однозначно мягче. Если раньше я не любил слушать музыку в наушниках (быстро уставали уши), то теперь выключать усилитель просто не хотелось.
Выводы будут просты - усилитель получился неплохим. За те деньги, что были потрачены на его сборку, ничего подобного купить не получится. Я не привожу цены на комплектующие потому, что основные компоненты давно не выпускаются, да и стоимость их отличается в разы. Тот же выходной трансформатор ТВЗ 1-9 на нижегородском радиорынке у одного продавца стоил 500 рублей, а у другого - 200, зато у последнего не было в наличии. Разброс цен на анодно-накальный трансформатор не меньше. От 400 на радиорынке до почти 1000 в «Чипе».
Звук получился на уровне, за внешний вид не особенно стыдно. Думаю, затея удалась.
Есть пути улучшения устройства.
Звук этого простого устройства мне так понравился, что я решил собрать еще один для ретро-компьютера под DOS-игры.
С сумматором двух стереосигналов, чтобы объединить MIDI Roland MT-32 с эффектами AWE-32. Но это уже другая история.
