Ламповий гітарний підсилювач
Підсилювач має всі атрибути своїх "старших братів" - прототипів. Наявність двох регуляторів (посилення та гучності) дозволяє гнучко перерозподіляти посилення каскадів тракту під бажаний звук. Для розширення функціональності підсилювач має два входи різної чутливості, а зміна коефіцієнта посилення тракту дозволяє отримати звук від чистого Clean до потужного та щільного Overdrive із Sustain'ом. Оснащення петлею ефектів - Effects Loop - дає широкі можливості для експериментів зі звуком з використанням зовнішніх ефектів педалей або гітарних процесорів. Двосмуговий регулятор тембру забезпечує глибоке регулювання частотної характеристики підсилювача. Перемикач виходу для двох значень номінального опору (8 або 16 Ом) акустичної системи та перемикач чергового режиму роблять завершеним вигляд підсилювача.
Підсилювач випробовувався спільно з електрогітарою Yamaha EG 112, з набором звукознімачів S-S-H, при роботі з гітарними кабінетами (гучномовцями), що мають динамічні голівки розміром 6" (BCS 0608), 8" (Tesla), 10" (PSR123) -32). Для домашнього застосування краще використовувати гучномовець із головкою 6 або 8 дюймів, що не створює великого звукового тиску. У приміщеннях більшого обсягу найкращі результати дає застосування голівок розміром 10 і навіть 12 дюймів.
За нелінійними спотвореннями параметри даного підсилювача можна порівняти з підсилювачем Fender Blues Junior (модель 1995), який при потужності 13 Вт на тональному сигналі та навантаженні 8 Ом має коефіцієнт гармонік 5% цілком допустимий для гітарних підсилювачів.
Технічні характеристики
| Вхідний опір (на роз'ємі Х1), Мом | 1 |
| Вхідний опір (на роз'ємі Х2), ком | 500 |
| Чутливість по входу | |
| Low, мВ | 22 |
| (У режимі HG) | 8,5 |
| Чутливість по входу | |
| High, мВ | 1,8 |
| (У режимі HG) | 0,8 |
| (З перемичкою S1) | 0,8 |
| (з перемичкою S1+HG) | 0,3 |
| Опір навантаження, Ом | 8, 16 |
| Вихідна потужність, Вт, при коефіцієнті гармонік трохи більше 5% | 10. 12 |
| Рівень інтегральної перешкоди, дБ | -68 |
| Частотний діапазон за рівнем -3 дБ, Гц | 60. 9000 |
Значення чутливості обох входів вказані з урахуванням комбінації включення перемички (джампера) S1 та вимикача SA1 (режим HG), зазначеної у дужках.
Опис схеми та особливостей підсилювача
Принципова електрична схема підсилювача показано на рис. 1.
Сигнал, що подається на вхід Х2 (High), надходить на ФНЧ R1C3, який сприяє зменшенню шумів ВЧ і наведень, а також перешкоджає проникненню на вхід сигналів мовних станцій. Далі сигнал надходить на каскад попереднього посилення. Він виконаний на малошумному нусторі 6С51Н-В (VL1), встановленому на окремій друкованій платі. Для зниження власних шумів каскаду опір резистора витоку сітки зменшено до 510 кОм та знижено напругу анодного живлення. Коефіцієнт посилення каскаду дорівнює 10. Коли встановлена перемичка S1, паралельно резистори R4 підключається конденсатор С5 і коефіцієнт посилення зростає до 30. Для виключення мікрофонного ефекту при використанні входу Х2 підсилювач не слід розташовувати на акустичній колонці при роботі на великих рівнях потужності.
Вхід Low (роз'єм Х1) має меншу чутливість. Вхіднийсигнал подається на керуючу сітку тріода 6Н2П-ЕВ (VL2.1) через ланцюг R6C6, що забезпечує підйом підсилювача АЧХ в інтервалі 2. 5 кГц. Таким чином створюється яскравіше звучання інструмента, відоме як Bright. Коефіцієнт посилення каскаду дорівнює 50. Для підвищення стійкості його роботи анодне навантаження у вигляді резистора R9 шунтована конденсатором 08, ємність якого впливає і на підсилювач АЧХ.
Посилений сигнал з анодного навантаження тріода VL2.1 через розділовий конденсатор C9 подається на регулятор посилення R12 Gain. Конденсатор C12 спільно з частиною резистора регулятора посилення забезпечує підйом АЧХ в області 2. 5 кГц, його дія припиняється у верхньому положенні двигуна резистора. З регулятора посилення сигнал подається на сітку тріода VL2.2.
Каскад на тріоді VL2.2 служить для посилення і компенсації ослаблення сигналу в темброблоці, а при високих рівнях сигналів, що посилюються - для їх обмеження. При великому посиленні попередніх каскадів і високому рівні вхідного сигналу каскад виходить з режиму лінійного посилення - виникають його навантаження і обмеження сигналів, що посилюються, що призводить до збагачення спектру сигналу гармоніками і створює характерний звук звуку ефекту Overdrive.
Для збільшення стійкості роботи каскаду на високих частотах анодне навантаження тріода шунтована конденсатором невеликої ємності, який також впливає на підсилювач АЧХ в області високих частот. Вибір коефіцієнта посилення каскаду роблять перемикачем SA1. При його розімкнених контактах посилення дорівнює 20, при замкнутих - 48. Для виключення гучних клацань при комутації служить резистор R15, що забезпечує протікання зарядного струму конденсатора C13.
Сигнал з анодного навантаження R17 через конденсатор С17 надходить регулятор тембру. Поділсмуг регуляторів НЧ та ВЧ знаходиться в області 600. 800 Гц. При середньому положенні ручок регулювання тембру коефіцієнт передачі блоку дорівнює приблизно -22 дБ. Для обмеження спектра сигналів, що посилюються в тракті встановлений ФНЧ R29C21, він визначає спад посилення в області вищих частот і відфільтровує "немузичні" компоненти спектру. Це сприятливо впливає на чистоту звуку під час роботи з Overdrive. Високоомний вихід темброблока підключений до входу повторювача на польовому транзисторі VT1, що виключає вплив каскаду на роботу темброблока.
Для розширення функціональності в підсилювач вбудована "петля ефектів" - Effects Loop. Сигнал на зовнішні пристрої (педалі ефектів, гітарний процесор) знімається з резистора R13 повторювача на транзисторі VT1 і через конденсатор С16 надходить на регулятор рівня R19 (Х3 Send). Для забезпечення необхідної здатності навантаження цього виходу струм спокою транзистора заданий рівним 4 мА. Низький вихідний опір каскаду зменшує вплив ємності з'єднувального кабелю та забезпечує нормальну роботу з пристроями, що мають вхідний опір не менше 10 кОм. Оброблений зовнішніми пристроями, сигнал, що повертається, подається через роз'єм Х4 Ret на регулятор рівня R26. Вхідний опір по входу Ret – 50 кОм, достатній для підключення зовнішніх пристроїв із підвищеним вихідним опором. Наявність регуляторів дозволяє оптимізувати вхідні та вихідні рівні сигналів у петлі ефектів. При виключенні зі складу елементів петлі ефектів опір резистора R30 потрібно збільшити до 1 МОм, а сигнал з виходу R29C21 ФНЧ подати на резистор регулятора гучності R30.
За відсутності зовнішніх пристроїв, включених до петлі ефектів, сигнал з виходу повторювача через регулятор гучностіR30 (Master volume) надходить на вхід фазоінверторного каскаду, що формує парафазні сигнали порушення двотактного вихідного каскаду. Різне включення по змінному струму двох тріод фазоінвертора обумовлює невелику різницю в амплітуді сигналів на резисторах анодного навантаження. Їх вирівнювання досягають підбором резистора R39. Коефіцієнт посилення фазоінверторного каскаду дорівнює 24.
Кінцевий каскад (VL3, VL4) виконаний за двотактною схемою на променевих тетродах комбінованих ламп 6Ф3П, їх тріодні частини використовуються у фазоінверторному каскаді. Лампи кінцевого каскаду працюють із фіксованим зміщенням як АВ1, т. е. без сіткових струмів [1]. Таке усунення дозволяє легко оптимізувати режим роботи для отримання максимальної вихідної потужності з більш високим ККД при допустимих нелінійних спотвореннях.
Регулятором балансу струмів спокою ламп (R40) можливо компенсувати розкид в режимах ламп для зменшення нелінійних спотворень і виключення підмагнічування магнітопроводу трансформатора різницевим струмом ламп. Резистором R33 регулюють напругу усунення, встановлюючи необхідний струм спокою ламп.
Струм спокою ламп (2x30 мА) встановлюють, контролюючи падіння напруги на катодних резисторах R47 і R48. Їх опори дорівнюють 1 Ом (відхилення не більше ±1 %). Падіння напруги на цих резисторах, виміряне в мілівольтах, чисельно дорівнює сумі струмів анода та екранної сітки лампи, виражених у міліамперах. Напруга живлення анодів і екранних сіток ламп кінцевого каскаду подається через резистор R53, що гасить, який спільно з конденсатором С41 утворює фільтр, що знижує рівень пульсацій напруги живлення кінцевого і фазоінверсного каскадів.
Блок живлення збудований з використанням мережевого трансформатора, порівнянонизьковольтного для таких пристроїв. Необхідна напруга анодного живлення формується випрямлячем з подвоєнням напруги на діодах VD4, VD5. Для отримання напруги -47 (для сіткового зміщення) і +49 (для стабілізатора з вихідною напругою +9 В) використано змінну напругу від однієї секції анодної обмотки (-27 В). Анодна обмотка при роботі набуває потенціалу відносно загального дроту приблизно +130 В, тому для розв'язування випрямного мосту VD2 введені конденсатори С32, С34. Крім того, такий варіант включення діодних мостів дозволяє отримати майже подвоєну випрямлену напругу. Подібну роль виконують і оксидні конденсатори С31, С35 у випрямлячі зміщення напруги з діодним мостом VD3. При монтажі необхідно звернути увагу на полярність включення цих оксидних конденсаторів, оскільки порушення зазначеної полярності призведе до їх перегріву та руйнування.
Необхідний струм для живлення підігрівачів ламп досягається паралельним з'єднанням всіх обмоток трансформаторів. Випрямний міст VD6 з конденсатором С42 забезпечує живлення розжарювання ламп VL1 та VL2 постійним струмом, що практично виключає фон частотою 100 Гц.
Для продовження терміну служби ламп анодне живлення слід увімкнути після прогрівання катодів ламп, а при перервах у роботі підсилювача анодне живлення доцільно відключати вимикачем SA4 (Stb).
Анодне живлення на фазоінверсний та попередні каскади подається через дросель L1, який спільно з конденсатором С26 та RC-фільтрами R5C1, R25C18 ефективно пригнічує пульсацію напруги живлення.
Конструкція та деталі
Шасі виготовлено з оцинкованого заліза завтовшки 0,6. 0,8мм. Перевагою цієї конструкції є доступність матеріалу та легкість виготовлення вдомашніх умов. Таке шасі ефективно екранує каскади підсилювача від магнітних і електричних полів, має приємний зовнішній вигляд і не піддається корозії. Заготівля шасі з розмірами для настановних компонентів підсилювача показана на рис. 2. Розміри (ВхДхШ) - 50x280x150 мм.
Після розкрою заготовки, ще до гнуття, необхідно зробити всі отвори під настановні елементи. Потім у місцях згину, з внутрішньої сторони шасі, різаком, виготовленим з ножівки, по металевій лінійці зробити канавки глибиною приблизно 1/3. 1/2 від товщини металу, це дозволить легко і рівно на краю столу зігнути шасі. Місця стику стін у кутах пропаяти по всій висоті. Додатково в кутах шасі впаяні латунні стійки діаметром 8. 10 та довжиною 6. 10 мм з різьбленням М3, це забезпечує додаткову міцність та жорсткість усієї конструкції. Надалі до цих стійк кріплять нижню кришку шасі.
Усі друковані плати виготовлені з фольгованого склотекстоліту завтовшки 1,5 мм.
Креслення друкованої плати та розташування на ній елементів попереднього підсилювача на нувісторі (VL1) показано на рис. 3 (прямокутні отвори під плоскі висновки роз'ємів формують висвердлюванням з коміром свердла). Креслення друкованої плати та розташування елементів джерела напруги зміщення та стабілізованої напруги +9 наведено на рис. 4. Аналогічні креслення плати петлі ефектів показано на рис. 5, а для плати вихідного гнізда для підключення акустики та захисного резистора - на рис. 6 (розчинні контакти з'єднують паралельно).