Klasyczny wzmacniacz lampowy: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Postanowiłem zbudować wzmacniacz lampowy, pracujący w czystej klasie A, korzystający z zalet nowoczesnych wzmacniaczy, takich jak pilot, selektor wejść czy licznik godzin pracy lampy. Wzmacniacz miał gabaryty i kolory pasować do posiadanego przeze mnie Maranz Compact Disc Palyer CD-50. Koszt budowy wzmacniacza nie miał przekroczyć 500 dolarów. Czy udało mi się osiągnąć powyższe cele? Zapoznaj się z materiałem i osądź.

Celem prezentacji mojego wzmacniacza jest zainspirowanie moich rozwiązań do osób planujących budowę podobnych urządzeń.

Ten opis nie jest przeznaczony dla osób niedoświadczonych i nie pozwoli im na samodzielne zbudowanie kopii mojego wzmacniacza. Do budowy tego wzmacniacza niezbędna jest wiedza i praktyka z zakresu elektroniki analogowej i cyfrowej, ogólna koncepcja techniczna oraz świadomość zagrożeń występujących w projekcie. We wzmacniaczu panuje niebezpieczne dla życia napięcie, NAWET PO ODŁĄCZENIU PRZEWODU ZASILAJĄCEGO. To napięcie może spowodować zatrzymanie akcji serca lub nawet śmierć.

Krok 1: Obwód analogowy

Wzmacniacze klasy A charakteryzują się przyjemnym dźwiękiem, są lubiane przez audiofilów, ale mają też wady. Ich sprawność jest niska i zużywają dużo energii elektrycznej. W projekcie jako podstawę wykorzystałem prosty schemat dostępny pod adresem https://skarabo.net/sid-21-se.htm, który dostosowałem do swoich wymagań. Głównymi elementami wzmacniacza są lampy elektronowe i transformatory. W swoim projekcie użyłem jednej podwójnej triody 12AX7 (ECC83) (L1) i dwóch pentod mocy E84L (L2). Transformator zasilający to TSL100/001, a transformatory wyjściowe to TG5-46-666.

Napięcie żarzenia lampy L1 jest stabilizowane przez stabilizator LM317, aby uniknąć ewentualnych zakłóceń sieci docierających do pierwszego stopnia wzmacniacza. Napięcie żarzenia lamp L2 jest prostowane przez mostek Graetza i wygładzane kondensatorami. Napięcie anodowe generowane jest osobno dla każdego kanału. Wartości rezystorów i kondensatorów w zasilaczach (filtry RC) dobierane są tak, aby napięcie zasilania lampy L2 wynosiło 250V, a lampy L1 220V. Do rozładowania kondensatorów w zasilaczach po wyłączeniu zasilania zastosowano rezystory podłączone równolegle do zacisków.

Krok 2: obwód cyfrowy

Część analogowa jest prawie standardem dla każdego wzmacniacza lampowego i jest zrozumiała dla każdego konstruktora lamp. To, co wyróżnia wzmacniacz na tle innych, to konstrukcja obudowy i część cyfrowa. W tej sekcji pokrótce omówię część cyfrową. Projekt powstał w oparciu o rozwiązanie dostarczone przez JarekC na jednym z największych na świecie portali dla elektroniki https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2920523.ht… JarekC wykonał świetną robotę, zaprojektował i zbudował sterownik wzmacniacza lampowego, który idealnie pasuje do moich potrzeb. Można u niego zamówić zestaw sterowników wraz z płytką drukowaną. Dla chętnych samodzielne wykonanie płytki i zaprogramowanie mikrokontrolera odsyłam do instrukcji "instrukcja_E.pdf" oraz strony z wpisami do pamięci https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2920523.ht… Serce kontrolerem jest mikrokontroler Atmel Atmega16. Układ BA6218 steruje silnikiem potencjometru głośności. Do sterowania wyświetlaczami wykorzystano systemy MBI5026.

W moim wzmacniaczu sterownik odpowiada za:

- sterowanie silnikiem potencjometru głośności

- włączanie/wyłączanie napięcia anodowego (30 sekund na nagrzewanie żarnika)

- sterowanie selektorem wejść (4 kanały)

- obsługa za pomocą pilota (RC5) i przycisków na panelu wzmacniacza

- monitorowanie stanu wzmacniacza

- liczenie czasu pracy lamp elektronowych.

Jako regulator głośności użyłem zmotoryzowanego potencjometru liniowego ALPS 50k 50KBX2 dla dźwięku Hi End. Płytki PCB do przełączników, przekaźników, taktów produkcji własnej. Skorzystałem z pozostałości z innych moich konstrukcji audio lub zastosowałem uniwersalną płytkę drukowaną.

Sterownik dostosowałem do swoich potrzeb za pomocą terminala poprzez port RS232. Oprogramowanie sterownika umożliwia również jego zaprogramowanie za pomocą przycisków na przednim panelu wzmacniacza.

Krok 3: Jak to wygląda fizycznie?

Wszystkie elementy elektroniczne mieszczą się w obudowie wzmacniacza. Część elementów została zamontowana na płytce drukowanej, reszta została wykorzystana do montażu przestrzennego, co nie jest rzadkością w konstrukcjach lampowych. Zastosowałem kable ekranowane przenoszące sygnał dźwiękowy. Poprowadziłem je jak najdalej od komponentów napięcia przemiennego. Umieściłem wspólny punkt masy w pobliżu wyjścia zasilaczy anodowych.

Krok 4: Mieszkanie

Cały wzmacniacz waży 14 kg. Głównym tego powodem jest granit używany do budowy. Kamień ten doskonale komponuje się z mosiężnym i czerwonym kolorem lamp elektronowych. Oczywiście pasował do CD-50 Maranz. Zleciłem kamieniarzowi, który w zasadzie zajmuje się konstruowaniem nagrobków, wykonanie elementów z czarnego granitu. W projektowaniu elementów granitowych umieściłem wszystkie otwory montażowe do podstaw lamp oraz oczywiście otwory wentylacyjne (do chłodzenia). Granit został wypolerowany, a jego krawędzie oszlifowane. Elementy granitowe połączyłem żywicą epoksydową. Pomiędzy te elementy umieściłem polerowany i lakierowany mosiężny profil.

Elementy konstrukcyjne takie jak uchwyty pokrywy dolnej, uchwyty panelu przedniego zostały naklejone na dobrej jakości dwuskładnikowy klej epoksydowy.

Wzmacniacz styka się z podłożem z podstawkami wykonanymi z miękkiej gumy. Do mocowania transformatorów do obudowy zastosowano również miękkie podkładki gumowe. Wykonana na zamówienie dolna pokrywa (profilowana) wykonana z aluminium z otworami. Powietrze przepływa swobodnie do wzmacniacza przez otwory w obudowie, chłodząc elementy grzejne wzmacniacza.

Pokrywy transformatorów to dostępne w handlu kubki wykonane ze stali nierdzewnej. Z miseczek usunięto uchwyty. Miseczki pomalowano czarną farbą proszkową. Osłony podstawy lampy to elementy metalowe wykonane na tokarce zgodnie z projektem. Malowano je również metodą czarnego prochu.

Panele przód i tył zostały wykonane przez agencję reklamową z płyty kompozytowej (aluminium, rdzeń polietylenowy, aluminium). Panele zaprojektowałem w Corel Draw zgodnie z wymogami technologicznymi agencji.

Osłona wyświetlacza wykonana jest z półprzezroczystej czarnej plexi.

Krok 5: Plany na przyszłość

W podobny sposób zamierzam zrobić kolejny wzmacniacz. Użyję mocniejszych lamp (6C33C) pracujących również w klasie A. Ze względu na wagę będę prawdopodobnie zmuszony zrobić każdy kanał w osobnej obudowie. Na pewno zrobię o wiele bardziej szczegółową fotoreportaż z projektu i go założę portal.