wzmacniacz hi-fi 10w - 10w hi-fi amplifier

Wiesław Gronowski "Wzmacniacz Hi-Fi 10W"
Radioamator i Krótkofalowiec 4/1969

Amatorów dobrej muzyki zainteresuje zapewne opis niniejszego wzmacniacza o bardzo dobrych własnościach.

DANE TECHNICZNE

Moc wyjściowa: 10W
Pasmo przenoszenia: 30Hz÷25kHz ±1dB
Regulacja charakterystyki częstotliwości:
60Hz: +6÷-14dB;
10kHz: +6÷-14dB
względem 1kHz.
Czułość: 100mV przy mocy wyjściowej 8W
Wyjście niskooporowe: 15 omów
Podskok napięcia przy odłączaniu obciążenia: 1.5dB
Poziom szumów: -80dB.

Schemat ideowy wzmacniacza przedstawiony jest na rys.1. We wzmacniaczu pracują trzy podwójne lampy: jedna ECC82 i dwie ECL86.

Rys.1. Schemat ideowy wzmacniacza Hi-Fi 10W

STOPIEŃ MOCY

Stopień mocy jest wzmacniaczem przeciwsobnym AB z dwoma systemami pentodowymi lamp ECL86 i pracuje w układzie ultralinearnym. Zasilanie siatek ekranowych lamp mocy z odczepów transformatora wyjściowego wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne obejmujące transformator i wzmacniacz mocy. Powoduje to zmniejszenie zniekształceń nieliniowych i zmniejszenie oporu wewnętrznego wzmacniacza. Zmniejszenie oporu wewnętrznego wzmacniacza korzystne jest ze względu na dobre odtwarzanie niskich tonów przez współpracujące głośniki.
Przy budowie wzmacniacza szczególnie wiele uwagi należy poświęcić na wykonanie transformatora wyjściowego. Niedbałe wykonanie go może zniweczyć cały trud i koszty poniesione przy budowie wzmacniacza. Transformator wyjściowy nawinięty jest na rdzeniu z uszkodzonego transformatora sieciowego od odbiornika "Tatry" lub podobnego o przekroju rdzenia ok. 9cm2. Liczba zwojów, średnice drutu nawojowego oraz schemat połączeń poszczególnych sekcji uzwojeń uwidoczniono na rys.2.a.

Rys.2. Transformator wyjściowy
a - schemat uzwojeń, b - sposób nawijania transformatora

W celu zmniejszenia indukcyjności rozproszenia oraz zachowania symetrii uzwojeń, korpus transformatora podzieliłem na połowę oraz zastosowałem nawijanie sekcjami. Poszczególne warstwy uzwojenia izolowane są bibułą kondensatorową, a sekcje - ceratką olejową. Wykonanie transformatora ilustruje rys.2b., a szczegółowy opis można znaleźć w RiK nr 10 z 1966r.
Ze względu na trudność nabycia lamp o identycznych parametrach katody lamp końcowych połączone są nie bezpośrednio z opornikiem katodowym, lecz przez opornik R22, którego odczep połączono z opornikiem katodowym R21. Dzięki temu możliwe jest wyrównanie prądów anodowych obu lamp bez konieczności dobierania parami.

ODWRACACZ FAZY (INWERTOR)

Odwracacz fazy wykonałem w układzie wtórnika katodowego na części triodowej lampy ECL86. Zaletą tego układu jest praca z bardzo małymi zniekształceniami nieliniowymi dzięki silnemu ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu na oporniku katodowym.
Do prawidłowej pracy inwertora i stopnia końcowego oporniki R14 i R15 powinny mieć te same wartości z dokładnością 1%. Druga trioda pozostałej lampy ECL86 pracuje jako wzmacniacz napięciowy i jest sprzężona galwanicznie z inwertorem dzięki czemu unika się spadku wzmocnienia w zakresie niskich częstotliwości. Właściwy punkt pracy lamp inwertora (Us=-2V) ustala się doborem opornika R13. Prawidłowego pomiaru napięcia na siatce i katodzie inwertora można dokonać tylko woltomierzem lampowym lub woltomierzem o oporze wewnętrznym Rw>20K/V.

REGULATOR BARWY DŹWIĘKU

Regulator barwy dźwięku wmontowałem w gałęzi ujemnego sprzężenia zwrotnego (z anody na siatkę sterującą drugiej triody lampy ECC82), co zapewnia małe zniekształcenia nieliniowe. Dla zapewnienia szerokiego zakresu regulacji stopień poprzedzający regulator barwy dźwięku powinien mieć duży opór wyjściowy, dlatego też zastosowałem lampę ECC82.
Potencjometry zastosowane do regulacji pasma przenoszenia wzmacniacza są potencjometrami liniowymi o oporze 1M. Potencjometrem P2 reguluje się niskie tony a potencjometrem P3 wysokie tony. W dolnym skrajnym położeniu suwaków obu potencjometrów (rys.1.) ujemne sprzężenie zwrotne jest najmniejsze i następuje podniesienie charakterystyki po stronie niskich i wysokich tonów. Temu położeniu potencjometrów regulatora barwy dźwięku odpowiada krzywa 2 na rys.3. W górnym skrajnym położeniu suwaków obu potencjometrów ujemne sprzężenie jest największe i następuje spadek wzmocnienia dla niskich i wysokich tonów. Temu położeniu suwaków potencjometrów odpowiada krzywa 3. W środkowym położeniu potencjometrów otrzymamy płaską charakterystykę przenoszenia w całym paśmie częstotliwości akustycznym, co obrazuje krzywa 1. Pośrednie położenia zaznaczone są linią przerywaną.

Rys.3. Charakterystyki częstotliwościowe wzmacniacza

Zniekształcenia wprowadzane przez wzmacniacz sprawdzałem orientacyjnie przy użyciu oscyloskopu katodowego. Wyjście wzmacniacza obciążałem opornikiem drutowym 10 omów. Na wejście wzmacniacza doprowadzałem napięcie sinusoidalne z generatora akustycznego o takiej wartości (potencjometr siły głosu w położeniu maksymalnym wzmocnienia), aby na oporniku obciążenia 15 omów otrzymać napięcie 12.26V, co odpowiada mocy 10W. Następnie porównywałem napięcie wejściowe i wyjściowe na oscyloskopie dwustrumieniowym przy różnych częstotliwościach. Różnice w kształcie sinusoidy napięcia wyjściowego i wejściowego można było zauważyć dopiero przy częstotliwościach mniejszych od 50Hz i powyżej 16kHz oraz przy mocy wyjściowej większej od 10W.
Porównanie to pozwala stwierdzić, że zniekształcenia w całym paśmie częstotliwości akustycznych przy mocy wyjściowej do 10W są bardzo małe.

ZASILACZ

Prostownik zasilający wzmacniacz powinien dostarczać około 130mA prądu, a uzwojenie żarzenia powinni wytrzymywać obciążenia 2A. Do prostownika użyłem 2 diody krzemowe KA220/0,5 stosowane w telewizorach; pracują one w układzie podwajacza napięcia. Prostownik można też wykonać w układzie konwencjonalnym używając do tego celu lampy prostowniczej, np. typu EZ81. Uzwojenie żarzenia zwarte jest potencjometrem 100 omów, którego suwak jest uziemiony (usuwanie przydźwięku sieci).
Niski poziom szumu i przydźwięku można osiągnąć stosując bardzo staranny i przemyślany montaż, łącząc poszczególne elementy do wspólnej szyny uziemiającej, połączonej z podstawą wzmacniacza w jednym punkcie, oraz stosując jak najkrótsze połączenia. Ze względu na szerokie pasmo przenoszenia wskazane jest ograniczyć do niezbędnego minimum używanie przewodów ekranowanych.

Wiesław Gronowski (RiK4/1969)

[artykuły]