Amazon.com Widgets

Concertino

Wzmacniacz lampowy ECC82/6L6 oparty na układzie Williamsona

. . . . . . .

Autorem konstrukcji jest Marcin Sławicz. Artykuł zaczerpnięto za zgodą autora ze strony http://www.echostar.pl/~slawicz. Można tam obejrzeć także inne konstrukcje Marcina.

POCZĄTKI PROJEKTU

Idea skonstruowania własnego wzmacniacza lampowego nie dawała mi spokoju przez ostatnie 2 lata. Nie jestem maniakalnym audiofilem i korzystanie ze "zwykłego" sprzętu tranzystorowego w zupełności mi wystarczało (zawsze wolałem słuchać muzyki niż sprzętu). Teraz jednak mój wysłużony wzmacniacz zaczynają nękać dolegliwości starczego wieku, i choć mógłbym go zregenerować, nadarza się znakomita okazja, by zrealizować lampowe przedsięwzięcie.

Z początku myślałem o konstrukcji opartej wyłącznie na triodach, odrzucając jednak obarczone zbyt wieloma niedogodnościami układy SE. Bardzo ciekawy opis wzmacniacza push-pull z triodami bezpośrednio żarzonymi znalazłem na stronach Lynna Olsona. Warto tam zajrzeć ze względu na niezwykle ciekawe rozwiązania stosowane w jego projektach. Opisywane wzmacniacze mają jednak zasadniczą wadę koszt (głównie ze względu na lampy 300B lub 2A3 i transformatory międzystopniowe). Musiałem więc szukać dalej.

Moją uwagę przyciągnęły pośrednio żarzone podwójne triody mocy 6AS7, stosowane niegdyś głównie w układach zasilania, ale również świetnie sprawujące się w roli lamp stopnia końcowego wzmacniaczy audio. Koszt lamp byłby znacznie mniejszy, jednak ze względu na niski współczynnik wzmocnienia napięciowego i w tym przypadku trzeba by zastosować kosztowne i trudno osiągalne transformatory międzystopniowe lub zastosować dwie lub więcej triod w połączeniu równoległym. Russ Sadd opisał na swoich stronach wzmacniacz push-pull z triodami 6AS7.

Projekt poleżał sobie kilka kolejnych miesięcy, w czasie których powoli przekonywałem się, że udany wzmacniacz mocy nie musi wcale posiadać triod w stopniu końcowym. Zacząłem rozważać wykorzystanie tetrod strumieniowych w układzie ultraliniowym. Układ taki łączy zalety brzmienia triod (niski poziom zniekształceń) z wysoką efektywnością i stabilnością tetrod i pentod. Do wyboru miałem lampy 6L6/5881, KT66, KT88/6550, powszechnie stosowane zarówno we wzmacniaczach gitarowych, jak i w konstrukcjach Hi-Fi.

Kolejny okres to przeszukiwanie sieci w celu wytypowania podstawowego układu wzmacniacza. Wzmacniacz nie powinien być skomplikowany, bowiem rozbudowany układ wcale nie gwarantuje wysokiej jakości dźwięku, a przy ograniczonych możliwościach pomiarowych może niepotrzebnie utrudnić uruchomienie. Konstrukcje seryjne muszą zapewnić powtarzalność produkcji i względną stałość parametrów w czasie późniejszej eksploatacji. Przy konstruowaniu wzmacniacza dla siebie można niejednokrotnie "pójść na skróty", nie martwiąc się o późniejszy serwis.

Wybór padł na dobrze znany układ sprawdzony w tysiącach domach na całym świecie. Będzie to kolejna wersja wzmacniacza D. T. N. Williamsona. Prawie każda firma produkująca niegdyś wzmacniacze lampowe miała w swojej ofercie produkt w mniejszym lub większym stopniu bazujący na tym słynnym układzie. W Internecie można znaleźć setki artykułów opisujących różne odmiany wzmacniaczy Williamsona. Warto dziś skorzystać z tych bogatych doświadczeń.

ZAŁOŻENIA KONSTRUKCYJNE

W 1947 roku D.T.N. Williamson zaprezentował układ wzmacniacza, który stanowił prawdziwy przełom w dążeniach do reprodukcji dźwięku wysokiej jakości. Najbardziej charakterystyczne elementy tego wzmacniacza, to rozdzielacz fazy z dzielonym obciążeniem (split load phase splitter) oraz zastosowanie transformatora przenoszącego sygnał w zakresie 2-60,000 Hz (warunek konieczny dla uzyskania stabilności wzmacniacza przy zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego).

Wszystkie stopnie wzmacniacza Williamsona są w istocie niezwykle proste, ale jednocześnie znakomicie ze sobą współdziałają, zapewniając stosunkowo niskie zniekształcenia sygnału. Niemniej jednak układ obarczony jest kilkoma wadami, które w kolejnych latach starano się poprawić.

Na kolejnym rysunku przedstawiona jest wersja wzmacniacza z 1949 roku z zaznaczonymi wartościami elementów.

Stopień wejściowy, inwerter fazy i stopień sterujący budowany był zwykle na lampach 6SN7, 6CG7 lub 12AU7 (ECC82). Ich punkt pracy dobierany był nieprawidłowo, co powodowało zniekształcenia harmoniczne rzędu 2 % już przy połowie mocy nominalnej. Odpowiednie modyfikacje układu pozwalają uzyskać zniekształcenia nie przekraczające 0.5 % aż do poziomu obcinania przebiegu.

Pierwsze wersje wzmacniaczy brzmiały zbyt miękko przy próbie odtwarzania silnego basu. Było to spowodowane słabym filtrowaniem zasilania. Zwiększenie pojemności filtrujących i odsprzęgających nie tylko poprawiło przenoszenie impulsów, ale także polepszyło stabilność wzmacniacza.

Kolejnym nie najlepszym pomysłem było zastosowanie w stopniu wyjściowym pary tetrod w połączeniu triodowym ze wspólnym rezystorem katodowym i bez odsprzężenia pojemnościowego. Taki układ znacznie ograniczył moc wyjściową i dobre przenoszenie wysokich częstotliwości. Znacznie lepszym układem był wzmacniacz ultraliniowy, zaproponowany w 1951 roku przez Davida Haflera i Herberta Keroesa, pozwalający uzyskać wyraźnie mniejsze zniekształcenia przy podobnej mocy wyjściowej i parametrach globalnego sprzężenia zwrotnego. Na szczęście ultraliniowy stopień mocy może być doskonale pożeniony z pozostałymi stopniami wzmacniacza Williamsona.

Po przeczytaniu wielu (na szczęście łatwo dostępnych) artukułów i przeanalizowaniu jeszcze większej liczby schematów podobnych wzmacniaczy, wykrystalizowały się podstawowe założenia konstrukcyjne:

Topologia oparta na zmodyfikowanych wersjach wzmacniaczy Williamsona.
Inwerter fazy z dzielonym obciążeniem.
Stopień mocy w układzie ultraliniowym.
Prosty zasilacz zapewniający "miękki start" wzmacniacza.

W kolejnej części omówione zostaną poszczególne fragmenty wzmacniacza Concertino. DALEJ >>

design tomant