Неожиданный гость – Однотактный “универсальный” усилитель для наушников Cayin HA-300

Этот усилитель приехал ко мне на диагностику и (возможный) ремонт и upgrade примерно пару недель назад. Проблема была типичная для этой конструкции (по ссылке – примерно 244 страницы темы популярного форума) – фон переменного уровня в одном из каналов.

Немного об усилителе (взято с сайта продавца, стилистика и характерная терминология сохранены):

“…Усилитель Cayin HA-300 разработан c применением пары подобранных триодов Gold Lion Genelex PX300B с низким уровнем шума на выходе, дополняемой парой подобранных классических ламп Tung-Sol 6SN7GTB для усиления двухтактного сигнала.

Сменные режимы усиления (Gain) делают HA-300 чрезвычайно универсальным для корректной работы с широким диапазоном наушников. Пользователю доступно на выбор три варианта усиления: L: 8-64 Ом; M: 65-250 Ом; H: 250-600 Ом.

Cayin HA-300 MK2 можно использовать в качестве усилителя для колонок с высокой чувствительностью. Выходной мощности 8 Вт на канал в чистом “А” классе достаточно для подключения большинства АС.

Внешний блок питания хорошо защищен от внешних помех. Роль выпрямительных ламп отведена четырем лампам NOS 22DE4 известного бренда RCA. В нем установлен тороидальный трансформатор ручной намотки и питает каналы усиления независимо. Это позволило добиться максимально равномерного питания независимо от выбранного режима усиления и нагрузки на отдельный канал.

В дополнение к 6.3-мм небалансному выходу на наушники усилитель оборудован 4-контактным балансным XLR-разъёмом.

Выходная мощность для наушников:

  • XLR: 2000 мВ (L), 2400 мВ (M), 6000 мВ (H)
  • 6.3 мм: 1200 мВ (L), 2200 мВ (M), 5000 мВ (H)

Особенности:

  • лампы: 2 x Tung-Sol 6SN7GTB, 2 x Genalex PX300B, 4 x RCA 22DE4
  • трансформаторный выход для небалансного и балансного подключения
  • изготовленные вручную трансформаторы El Transformers
  • три режима усиления от 8 Ом до 600 Ом
  • выходы на наушники: 6.3 мм, 4PIN XLR
  • клеммы для подключения акустики
  • выходная мощность для АС 8 Вт на канал в классе А
  • режим прогрева перед началом работы
  • 13-мм передняя панель из алюминия
  • балансный 41-позиционный потенциометр ALPS …”

Распаковал конструкцию, собрал, подключил источник и акустику – включил, послушал около 3-х часов. На первый взгляд – все в порядке. Некоторый фон при “запуске” присутствует – но это нормально, дальше при прогреве и (очевидно) полной зарядке конденсаторов фильтра питания фон уменьшается и где-то минут через 30 становится практически неслышным.

Решил, что завтра послушаю подольше и уже с наушниками с разными импедансами – Audezee LCD-3, Sennheiser HD-700, HD-800 и Beyerdynamics DT-150, DT-250.

На следующий день послушал подробнее, с разными наушниками.
Результаты несколько удивили – с изодинамикой LCD-3 этот усилитель показал себя весьма скромно – звук умеренно-объемный с несколько резковатыми СЧ и сглаженной динамикой.
При этом с моим же транзисторником (Zen Monster JLH) эти же LCD-3 звучат принципиально иначе.
С Sennheiser HD-700 усилитель “раскрылся” – звук выразительный, объемный, детальный – в общем – именно то, что нужно. Проблема только одна – для этих наушников такой мощный усилитель не нужен, его конструкция избыточна – эти наушники способны звучать так же хорошо и от существенно более скромных ламповых конструкций.
Аналогичные впечатления и от прослушивания с DT-250.
По работе усилителя (шум, фон и т.п.) проблем не обнаружил. 🙂

Ближе к вечеру решил заглянуть внутрь конструкции и внимательно посмотреть на компоненты и монтаж.

По усилителю.

Частично он очень напоминает Woo Audio WA5, схемное решение драйвера и выходного каскада практически идентичны, схему можно легко найти в соответствующей статье на моем сайте. Я не буду афишировать режимы работы каскадов усилителя, скажу лишь, что ни о каких 8 Вт выходной мощности на канал речи быть не может. Максимум – 6…7 Вт при коэффициенте гармоник ~ 3…5% (Возможно 8 Вт нужно понимать как 4 Вт+4 Вт 🙂 )

Усилитель задуман с претензией на “универсальность”, то есть его выходные параметры должны быть совместимы практически со всем диапазоном импедансов наушников. Для этого, во-первых – выходной трансформатор выполнен с довольно сложно коммутируемой секционной вторичной обмоткой и, во-вторых – каскады усилителя охвачены общей петлей отрицательной обратной связи.

Коммутируемая вторичная обмотка, по логике разработчиков – должна обеспечить стабильность импеданса нагрузки лампы выходного каскада, а общая ООС введена для стабилизации усиления при разбросе характеристик ламп и для уменьшения выходного сопротивления.

На мой взгляд, сама идея “универсальности” конструкции мощного двухблочного усилителя для наушников общим весом ~29 кГ немного странна. Дело в том, что мощный “особый” усилитель нужен только для низкочувствительной изодинамики, для более чувствительных изодинамических и динамических наушников такой подход черезвычайно (в разы) избыточен. По весу – на мой взгляд вполне достаточно от 8 до 16-ти килограмм при сопоставимой выходной мощности. 🙂

Аудиофил, покупающий совершенно не универсальные, очень очень особые и (как правило) очень дорогие низкочувствительные изодинамические наушники – меньше всего думает о приобретении для них “универсального” усилителя. На мой взгляд – “универсальность” совместимости импедансов нагрузок для таких случаев совершенно лишняя. Вполне достаточно было бы обеспечить размах выходного напряжения не менее 10V RMS на нагрузке выше 16 Ом при выходном сопротивлении 1.6…2 Ом – и такой усилитель будет практически “универсальным” для 99% наушников. Примерно такой подход вполне успешно работает в транзисторных конструкциях. Помимо более простого и качественного выходного трансформатора это решение позволило бы убрать из конструкции несколько плат с реле коммутации обмоток выходных трансформаторов и несколько метров проводов. Для наушников с высокой чувствительностью можно было бы просто предусмотреть дополнительный аттеньюатор входного сигнала, чтобы диапазон регулировки громкости был такой же широкий, как и для низкочувствительной изодинамики.

Выходной сигнал между наушниками и акустическими терминалами можно было бы коммутировать (если такая коммутация вообще нужна) вполне доступными высококачественными переключателями, а не платой очень обычных реле с транзисторными ключами и логикой управления.

Монтаж усилителя стал бы в разы свободнее, а так называемый “путь” сигнала протекал бы только по коротким паяным соединениям с минимумом коммутируемых контактов, а не через разъемы и дорожки на печатных платах, метры проводов и коммутирущие контакты реле.

По уровню комплектующих – он вполне себе приличный. Резисторы Mills, Yageo, Takman, межкаскадные конденсаторы Mundorf Silver/Gold, электролитические конденсаторы Nichicon, Panasonic.

По блоку питания – его конструкция интересна и традиционна.
Мне не очень понятно, зачем применены кенотроны и почему они именно этой марки. Насколько я смог разобрать из монтажа, схема выпрямления совершенно стандартна – двухполупериодный выпрямитель со средней точкой вторичной обмотки, диоды (кенотроны) соединены параллельно попарно и после них, перед конденсатором фильтра – добавлен еще и полупроводниковый диод – вероятно на тот случай, чтобы защитить конденсаторы фильтра выпрямителя в случае замыкания в одном из кенотронов. 🙂 Фильтр двухступенчатый, первая ступень – дроссельный фильтр по топологии C-L-C.

Через соединительный кабель с блока питания на усилитель подаются – выпрямленное и частично отфильтрованное высокое (анодное) напряжение, три выпрямленных напряжения накала – ±5V для ламп 300В левого и правого каналов и ±6V для драйверных ламп и служебные напряжения для цепей коммутации и питания обмоток реле. Эти напряжения не стабилизированы, вероятно по логике разработчиков питание выходных ламп выпрямленным нестабилизированным напряжением вполне достаточно для получения требуемого минимума помех.

В усилителе выпрямленное анодное напряжение через дополнительный фильтр на полевом транзисторе поступает на схемы левого и правого каналов. После транзисторного фильтра установлены электролитические конденсаторы довольно большой емкости (220+220 uF). Часть электролитических конденсаторов дополнительно шунтированы пленочными конденсаторами емкостью 0.1 uF.

Насчет помех – в этом усилителе они четко разделяются на электрические и механические. Электрические определяются схемным решением и особенностями монтажа. В этой конструкции минимальный уровень электрических помех будет при коммутации импеданса нагрузки (и соответственно вторичных обмоток выходного трансформатора) в положение “L”, при балансном подключени как входного сигнала, так и нагрузки.

Механические помехи зависят от вибрации нитей накала выходных прямонакальных ламп под воздействитем электрического тока и полностью определяются особенностями конструкции их электродной системы, то есть ниже определенного уроня они не могут быть уменьшены. Это, кстати, одна из причин, почему усилители для наушников с выходными прямонакальными лампами в основном рекомендуются для наушников с низкой отдачей. В этой конструкции накал выходных ламп питается от выпрямленного, но не стабилизированного напряжения – поэтому в некоторых случаях, какие-то «недофильтрованные» гармоники частотой 100 Гц могут вызывать вибрацию нитей накала, на слух это обычно проявляется как некий едва заметный «зудящий» звук, по идее он должен уменьшаться по мере прогрева ламп.

На следующий день я еще раз послушал усилитель и проконтролировал режимы работы ламп. Предварительно (на первый и второй взгляды) – режимы стабильны, ремонта усилителя не требуется.

Насчет возможного upgrade – у меня возникли некоторые сомнения. Очень важно то, что ликвидность усилителя после upgrade скорее всего уменьшится. Как правило, потенциальные покупатели всегда предпочитают оригинальные изделия, без какого-либо вмешательства. Поэтому, если в перспективе предстоит продажа усилителя, то было бы правильнее воздержаться от даже самой небольшой доработки.

В том же случае, если продажа не предполагается и усилитель рассматривается исключительно как платформа для модификации, то я бы сделал следующее:
Переделал блок питания, убрал бы кенотроны 22DE4 и по возможности стабилизировал бы напряжение накала ламп 300В;
В блоке усилителя переделал (минимизировал) коммутацию сигнальных цепей и выходного трансформатора;
Доработал бы фильтр напряжения анодного питания, возможно стабилизировал напряжение, по возможности пересобрал бы схему навесным монтажем, без печатных плат;
Полностью бы переделал драйверный каскад – отказался бы от “сомнительной” (на мой взгляд) самоочевидной двухкаскадной схемы на двух триодах лампы 6SN7 и сделал бы драйверный каскад на пентоде – 6AG7 (6П9) или 6AC7 (6Ж4) – это бы принципиально изменило “динамику” и “наполненность” звучания. Усилитель должен “запеть” в том числе и с изодинамикой, хотя бы с LCD-3;
Так как вторичные обмотки выходого трансформатора в моем варианте не переключались бы в зависимости от импеданса наушников – то можно обойтись без ООС, что существенно улучшит “сцену” и “объем” звучания.

Но, повторюсь – все это стоит делать, только если усилитель остается в длительном пользовании и его продажа или замена не предполагается.

P..S Иногда бывает проще сделать заново – сразу именно так, как нужно – чем переделывать уже готовое изделие. Поэтому – upgrade было решено не делать.

Несколько фото: Особенности конструкции видны вполне очевидно 🙂

Июнь 2023 г.Владивосток

Разумный максимум

Если рассуждать о том, каков будет “разумный максимум” комплекта оборудования для аудиосистемы, то на мой взгляд, нужно вспомнить, что аудиосистема состоит не только из источника, усилителя и акустики, но и из помещения 🙂
 
Только в подготовленном помещении возможно услышать и оценить те изменения, которые вносятся в оборудование аудиосистемы.  Если усилитель собран из отличных комплектующих, то только акустическая система соответствующего ему уровня качества, расположенная в подготовленном помещении позволит раскрыть качество усилителя. Ну, и конечно – источник сигнала должен как минимум уметь извлечь из записи все ее явные и тайные звуковые  особенности и подать их наиболее интересным для слушателя образом.
 
В городских условиях в большинстве случаев максимум того, что может себе позволить аудиофил – это отдельная комната в квартире.
 
Комната настоящего аудиофила должна быть хотя бы минимально акустически подготовлена. Из-за особенностей архитектуры наших квартир – некоторые (небольшие) пики и провалы на итоговой АЧХ останутся и после подготовки комнаты. Конечно, в максимальном (а.к.а. “правильном”)  варианте можно все перестроить как полагается- но это уже будет комната-студия, а не жилое помещение. 
 
Слух легко адаптируется к стационарным неравномерностям АЧХ и к особенностям общего тонального баланса.  А вот к “эху” и амплитудно-зависимым резонансам слух практически не адаптируется, это раздражающие факторы, приводящие к усталости при прослушивании музыки. 
 
Еще два очень важных момента – музыкальное разрешение и формирование стабильной, оформленной музыкальной сцены при сохранении “текучего”, слитного звучания.  И при решении этих задач неожиданно проявляется такой фактор, как размер помещения.
 
Музыкальное разрешение и слитность звука, на мой взгляд, достигаются минимальной обработкой исходного сигнала. В комнате сравнительно небольшого размера есть возможность получить требуемое на очень простом, традиционном наборе-комплекте оборудования – специально подобранная акустика с пассивными фильтрами, усилитель небольшой мощности, работающий в классе А, цифровой и(или) аналоговый источник(и) сигнала, предусилитель и коммутатор источников.
 
Традиционный набор-комплект имеет определенные ограничения, в основном связанные с воспроизведением низких частот при работе с цифровыми источниками сигнала. При работе с аналоговыми источниками – винилом или лентой эта проблема не так актуальна, поскольку нижняя граничная частота и возможный уровень записи НЧ определенной спектральной плотности ограничены технологически.
 
В этом случае комплект оборудования на лампах работает идеально – входные и выходные трансформаторы являются естественными НЧ и ВЧ фильтрами и требования к акустике довольно просты – не испортить фазовые и частотные соотношения сигнала на фильтрах и создать требуемое акустическое давление. Недостатки простых пассивных фильтров акустики (а они конечно есть!) в этом случае не проявляются. 
 
С цифровыми источниками и с широкополосными транзисторными усилителями все становится немного сложнее. Частотный состав, соотношение частот и спектральная плотность сигнала – другие и, естественно при разработке акустики для такого комплекта это нужно учитывать. И (или), как вариант – привести спектр сигнала в “норму” применив в комплекте с транзисторным усилителем мощности ламповый предусилитель  с выходными (и) входными трансформаторами или – хороший вариант – пассивный трансформаторный регулятор – коммутатор. Это одно из моих любимых решений 🙂
 
Особые проблемы возникают при размещении комплекта оборудования в помещении большой площади, особенно (а как правило, в основном так и бывает) если оно плохо подготовлено. И да – часто это именно та комната, где раньше размещался домашний кинотеатр 🙂
 
В этом варианте о “слитности” и “текучести” звучания можно смело забыть, сосредоточившись на разрешении, частотном балансе и более-менее приличной сцене. Полосовое усиление, цифрокросс – наиболее оптимально-реальное и финансово приемлемое решение в этом случае.
 
Или, если финансы особо не ограничивают – мощное усиление + пара сабов + трех-четырех полосная акустика, отстроенная специально под большое помещение. Как хороший вариант облегчить требования к усилению будет акустическая система рупорного типа.
 
Эти варианты можно сочетать в нужных пропорциях, но “душевности” и “личного эмоционального контакта”, эффекта погружения в музыку который дает “небольшая” система – “большая” система не даст, она не для этого.
 
Поэтому, между очередными покупками-продажами найдите время на простые опыты с комнатой. Как минимум – уберите лишнюю мебель, поставьте хорошие, изолирующие от “звука улиц” окна, установите в углы басовые ловушки, в местах отражений звука закрепите на стены звукопоглощающие панели.  И вот, что самое интересное – что такие простые и в общем-то недорогие изменения в комнате – выведут вашу систему на совершенно другой уровень.
 
Если комната изначально более – менее подготовлена для звуковоспроизведения – то совершенствование и выбор итогового состава комплекта оборудования происходит быстро и сравнительно недорого.
 
Но, как правило, обычно все  происходит следующим образом – в поисках “своего звука” покупаются все новые и новые комплекты оборудования, на покупку нового и продажу “старого” затрачивается значительное время и очень значительные средства, годы проходят в суете и в поисках так называемого “своего” звука. Многие аудиофилы в этой суете забывают о конечной цели – что в общем-то началось все с того, что просто хотелось нормально послушать музыку в благоприятной обстановке.
 
 
Май 2023 г. Владивосток

Транзисторный Фильтр, aka “Электронный Дроссель”, “Умножитель Емкости”, “Виртуальная Батарейка” и т.п.

“Маня Ларинчева она же Анна Ефидоренко, она же Элла Кацнельбоген, она же Людмила Огуренкова, она же Изольда Меньшова, она же Валентина Панеяд“- к/ф “Место встречи изменить нельзя” 🙂

“Виктор, ну объясните (же) уже, как “оно” работает ?”– очень часто задаваемый вопрос по этой теме.

Удивительно, что такая простая схема вызывает множество вопросов. 🙂

Для начала определимся – для чего, собственно нужны фильтры напряжения питания. Во-первых, фильтры напряжения питания используются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Во-вторых, фильтры напряжения питания используются для развязки каскадов усиления с общим источником питания. Под “развязкой” подразумевается сведение к минимуму проникновения напряжения сигнала между каскадами усиления по цепям питания. Простейшим фильтром является электролитический конденсатор большой емкости, подключаемый к выходу выпрямителя, но в этом простом варианте степень сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения при больших токах нагрузки оказывается недостаточной.

Для дальнейшего улучшения сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения к выходу выпрямителя подключают более сложные фильтры, в состав которых помимо конденсаторов входят резисторы, дроссели, электронные лампы и (или) транзисторы.

Сглаживающие транзисторные фильтры

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения от нескольких единиц до сотен вольт широко применяются фильтры с транзисторами. Одна из схем такого фильтра показана на рисунке.

Транзисторный фильтр

Замечание – на схеме нарисован некий “обобщенный” транзистор – это может быть MOSFET, IGBT или обычный биполярный транзистор. Пусть его выводы будут называться “база, коллектор, эмиттер”, в случае MOSFET это будут “затвор, сток, исток”, а в случае IGBT – “затвор, коллектор, эмиттер”.

Защитный диод D2 и стабилитрон ZD1 могут быть уже установлены в корпус транзистора, но часто защитный стабилитрон является отдельным элементом схемы. Он нужен для того, чтобы в случае MOSFET или IGBT транзистора ограничить максимальное напряжение между затвором и истоком (эмиттером), для большинства MOSFET и IGBT это напряжение не должно превышать 20V.

Конденсатор С1 – конденсатор фильтра выпрямителя, С3 – выходной конденсатор фильтра, R3 – “балластный” резистор, можно считать, что это некая нагрузка на выходе фильтра.

Транзисторный фильтр. Эпюры напряжений

Итак, блок питания выключен, напряжения на элементах схемы = 0.

При включении блока питания кондесатор С1 довольно быстро зяряжается от выпрямителя. Напряжение на кондесаторе С1 предсталяет собой постоянную составляющую выпрямленного переменного напряжения (Ui) и “поверх” нее некоторое несимметричное пилообразное переменное напряжение пульсаций Up с частотой 100 Hz (предполагается, что выпрямитель двухполупериодный). В более-менее правильно расчитанном выпрямителе напряжение пульсаций Up не превышает 5…10% от уровня постоянной составляющей Ui, для конструкций на лампах постоянная составляющая Ui может быть несколько сотен, а напряжение пульсаций Up может быть несколько десятков вольт.

Итак, сразу после включения блока питания транзистор T1 все еще закрыт, так как напряжение на его базе (пока) = 0 и напряжение на эмиттере (и на нагрузке) тоже = 0, а напряжение на коллекторе уже = Ui + Up. Конденсатор С2 начинает медленно заряжаться через резистор R1. Напряжение на базе транзистора начинает расти (при этом напряжение на эмиттере пока все еще = 0), транзистор начинает постепенно открываться и через него начинает протекать ток, который постепенно зяряжает конденсатор на выходе фильтра С3. По мере заряда С3 напряжение на эмиттере транзистора растет, то есть разность напряжений между эмиттером и базой транзистора уменьшается и транзистор начинает закрываться, ток через него уменьшается и скорость заряда конденсатора С3 становится меньше. Помимо этого, так как на нагрузке R3 уже появилось некоторое напряжение, то она начинает потреблять ток, еще больше разряжая конденсатор С3. Таким образом, напряжение на С3 становится меньше, а разность напряжений между базой и эмиттером транзистора становится больше и он снова открывается и конденсатор С3 продолжит заряжаться – и так происходит до тех пор, пока конденсатор С2 (в базе транзистора) не зарядится до напряжения примерно равному Ui и транзистор не откроется полностью. При этом максимально возможное напряжение на выходе фильтра (на эмиттере транзистора) будет равно напряжению на базе транзистора минус напряжение, необходимое для его открытия (Uбэ). Для биполярных транзисторов Uбэ = 0.6…0.7V, для MOSFET или IGBT = 4….15V и это напряжение зависит от тока нагрузки. Точнее – максимальный ток нагрузки зависит от этого напряжения 🙂 – но эти величины взаимосвязаны.

Таким образом, через некоторое время напряжение на выходе фильтра установится, а так как нагрузка потребляет ток, то конденсатор С3 будет разряжаться и напряжение на нем будет уменьшаться, в результате чего транзистор будет периодически приоткрываться и протекающий через него ток будет подзаряжать конденсатор С3. В “динамике”, если напряжение между коллектором и эмиттером транзистора всегда остается больше напряжения пульсаций Up, а напряжение между базой и эмиттером свободно от пульсаций то и ток, протекающий через транзистор, остается постоянным. При соблюдении этих условий кондесатор С3 на выходе фильтра зяряжается практически постоянным током и таким образом транзистор как бы “препятствует” прохождению пульсаций на выход фильтра. В итоге получается, что выходное напряжение “отслеживает” уровень постоянной составляющей входного напряжения Ui без напряжения пульсаций Up. Таким образом, в установившемся режиме максимальное напряжение на выходе фильтра не может быть больше уровня постоянной составляющей Ui выпрямленного напряжения на входе фильтра минус напряжение Uбэ, необходимое для открытия транзистора фильтра, кроме того некоторая часть напряжения Ui будет падать на сопротивлении открытого транзистора T1.

Помимо этого, есть еще ряд особенностей работы схемы фильтра в “динамике”. Как упоминалось ранее, амплитуда напряжения пульсаций может быть довольно велика – до 5…10% от уровня постоянной составляющей Ui и для блока питания конструкций на лампах – это десятки вольт. RC фильтр R1C2 не может полностью сгладить напряжение пульсаций и если номинал резистора R1 выбран слишком большим, то конденсатор С2 периодически (с интервалом в несколько секунд) может заряжаться до уровня, превышающего Ui, при этом напряжение на базе транзистора на время минимума пульсаций Up становится больше, чем на коллекторе, в результате чего транзистор лавинообразно открывается и короткий “пакет” пульсаций входного напряжения проникает на выход фильтра. Подобный дисбаланс напряжений может возникнуть например и при резком уменьшении напряжения питающей сети, когда конденсатор С1 разряжается быстрее, чем С2 и С3. Для ускорения разряда С3 в схему добавлен диод D2, который открывается если напряжение на С1 по какой-то причине станет меньше, чем на С3. А для ускорения разряда С2, чтобы ограничить длительность проникания “пакетов” пульсаций при дисбалансе напряжений – в схему добавлен диод D1, который открывается, если напряжение на С2 становится больше Ui на 0.6…0.7 V.

Таким образом напряжение на С2 никогда не может больше Ui + 0.7V. Во многих случаях этих мер достаточно – но имеется еще одна проблема, связанная с особенностями MOSFET и IGBT транзисторов.

Дело в том, что емкость перехода “затвор-исток” (затвор-эмиттер) может составлять несколько сотен пикофарад, плюс к ней добавляется емкость p-n перехода стабилитрона ZD1. При слишком большом сопротивлении R2 емкость перехода не успевает разрядиться достаточно быстро, транзистор закрывается с задержкой и короткий “пакет” пульсаций все-таки проникает на выход фильтра.

На слух этот “пакет” проявляется как короткое “Ж–ж” или “З–з” с интервалом в 10…20 секунд, особенно хорошо это слышно в наушниках 🙂

Справиться с этой проблемой можно, уменьшая сопротивление R2, но ниже 330…470 Ом его уменьшать не стоит, так как фильтр может потерять устойчивость при резком увеличении тока нагрузки. Если вдруг напряжение на С3 “просядет”, то С2 начнет разряжаться через ZD1 и R2 в этой цепи необходим в том числе и для ограничения тока через ZD1.

Вместо борьбы с динамическими времянными соотношениями и дисбалансом напряжений имеет смысл немного доработать схему, заранее задав требуемое соотношение (баланс) входного и выходного напряжений, для этого в схему добавляется делитель напряжения R1R2.

Транзисторный фильтр. Базовый рабочий вариант.

Максимальное напряжение на выходе этого варианта транзисторного фильтра будет меньше, чем у исходного варианта и задается номиналами R1 и R2, обычно R1 = 5…10% от R2. Если вместо R2 применить стабилитрон, то фильтр превращается в стабилизатор с плавным нарастанием выходного напряжения.

Критичный момент – выключение и быстрое включение блока питания

При выключении блока питания С3 будет разряжаться током нагрузки и как только он разрядится до уровня, меньшего, чем напряжение на С2 + напряжение открытия стабилитрона ZD1 – начнет разряжаться С2, а затем и С1 – через резисторы R1, R2, R3, R4 и стабилитрон ZD1. Если С3, С2 и С1 разрядятся не полностью, то при последующем включении блока питания на выходе уже будет какое-то напряжение и задержка нарастания выходного напряжения будет меньше. Это может быть критично для некоторых конструкций на редких прямонакальных лампах, где обязательна существенная задержка подачи высокого напряжения относительно напряжения накала. Для таких схем желательно предусмотреть отдельное включение и выключение напряжения накала с заданной последовательностью.

Типичные номиналы элементов схемы для блока питания лампового усилителя можно легко найти в статьях на этом сайте.

Февраль-Март 2023 г. Владивосток

Zen Silver Monster JLH

Усилитель для наушников Zen Monster как готовая конструкция появился 9 лет назад и пользуется устойчивым спросом 🙂 Но иногда у меня все-таки спрашивают, доступен ли к заказу “старый добрый” Zen V. Оказывается, что многие увлеченные любители “музыки в наушниках” его слышали и, что самое интересное – его звучание им запомнилось.

Напомню, что Zen V – однотактный транзисторный усилитель, при его макетировании и отладке я ставил цель получить так называемый “ламповый” звук от транзисторной конструкции. Во многом это получилось, но не без недостатков. В силу своей “однотактности” Zen V довольно чувствителен к архитектуре и качеству комплектующих блока питания и особенно силового трансформатора. Неразличимо малый уровень помех на выходе усилителя достижим только в случае применения силового трансформатора, выполненного с пониженной индукцией сердечника и межобмоточным экраном и стабилизированного источника питания. Собственно, усилитель мощности Zen от Nelson Pass, который был взят мной за основу, идеологически-конструктивно выполнен примерно так же. Второй недостаток Zen V – довольно небольшая выходная мощность (около 6W@16Ohm в базовой конфигурации) и очевидные габаритные ограничения для ее увеличения.

Zen Monster, который успешно заменил Zen V, во многом свободен от этих недостатков, но и “звучит” немного иначе. В терминах “транзисторной ламповости” 🙂 звучание Zev V можно стравнить с усилителем на триодах, а Zen Monster – с усилителем на пентодах.

В далеком 2013 году, в поисках решения в дополнение к Zen V, я в том числе отмакетировал и “легендарный” усилитель JLH 1969 года, но конечно на современных транзисторах. Это был мой второй подход к JLH (первый подход был примерно в 1985 году и да, выходные транзисторы тогда были KT803)

Усилитель JLH отмечен множеством аудиофилов как очень музыкальный, способный сформировать почти такую же трехмерную звуковую сцену, как и хороший усилитель на лампах. Собственно John Linsley-Hood при разработке и отладке своей конструкции за эталон звука взял знаменитый двухтактный ламповый усилитель Williamson.

В процессе макетирования я столкнулся с рядом неожиданных сложностей. Во-первых, мне совершенно не понравилось то, как усилитель уходит в ограничение выходного напряжения сигнала. Вместо нормального, чисто обрезанного синуса на осциллографе отчетливо появлялись “ступенька, кочка и борода” 🙂 При этом частотный состав “бороды” был довольно широк, вплоть до нескольких мегагерц. Эти артефакты вроде бы вылечились традиционной LR цепочкой на выходе и увеличением тока покоя выше расчетного значения, но звучание усилителя все равно как-то меня не “вдохновляло” – оно не представляло ничего особенного и было очень похоже на звучание множества других транзисторных усилителей. Так же в процессе проведения контрольных измерений и прослушивания конструкции я заметил, что иногда, при длинном (более 2м) сигнальном кабеле и (только) при определенном положении ручки регулятора громкости усилитель возбуждался на частоте нескольких мегагерц. Возникающее возбуждение было небольшое, всего несколько десятков милливольт напряжения почти чистой синусоидальной формы на выходе усилителя и чтобы его заметить, нужно было приложить особое внимание и сохранять эмоциональную стабильность и самоконтроль. 🙂

Очевидно, что в этой ситуации явно было что-то “не то” и для решения проблемы требуется более внимательное прочтение первоисточников. Подобные проблемы наверняка замечались ранее, и помимо известной статьи “Simple Class A Amplifier” – Wireless World, April 1969, должно быть множество и других интересных оригинальных публикаций. И да, они конечно есть, например вот здесь можно найти подробный теоретический и практический разбор этой конструкции в 6-ти томах частях.

После неторопливого и внимательного изучения первоисточников я таки решил модифицировать схему усилителя JLH 1969 для его применения в качестве универсального высококачественного усилителя для наушников. Внесенные мной небольшие изменения заключаются в пересчете номиналов и добавлении нескольких резисторов и одного конденсатора в схему усилителя и в применении более эффективной (на мой взгляд) схемы фильтра блока питания. Помимо этого я экспериментальным путем установил более четкие рекомендации по коэффициентам h21э применяемых транзисторов. Доработка очень благотоворно сказывается на стабильности усилителя как в случае емкостного, так и индуктивного и даже комплексного резистивно+индуктивно+емкостного характера импеданса нагрузки, а так же при работе с длинными сигнальными кабелями. Звучание этого транзисторного усилителя получается “тем самым” – музыкально-певучим с объемной сценой и “шелковыми” высокими частотами. Полагаю, что звучание оригинальной конструкции 1969 года было именно таким 🙂

Схема усилителя:

Усилитель для наушников Zen Silver Monster V2.1

Для более правильного понимания назначения элементов схемы нужно вспомнить, что биполярные транзисторы управляются током. В этой конструкции режимы работы каскадов выбраны так, что ток коллектора T1 фактически является током базы T2, а ток эмиттера Т2 является током базы Т3. Это значит, что к выбору транзисторов нужно подойти очень внимательно. Подбор транзисторов по h21э – обязателен, без этого характеристики и устойчивость усилителя будут существенно хуже ожидаемых и “звучать” усилитель не будет. Итак, h21эТ1 должен быть > 150, h21э T2 должен быть > 50, h21э T3 и T4 обязательно должны быть одинаковы и >= 130. Резисторы R13 и R14 необходимы для плавного ограничения тока базы транзисторов на пиках сигнала, что убирает артефакты формы сигнала “кочка и борода” при перегрузке. Резистор R17 и фильтр НЧ R3C1 обеспечивают стабильность конструкции при подключении на вход длинных сигнальных кабелей. Фильтр НЧ на входе этого усилителя – обязателен, без него усилитель в большинстве случаев будет работать неустойчиво. Номинал резисторов R7 и R15 выбран так, чтобы ток через них был существенно (~в 10 раз) меньше тока коллектора T1 и тока эмиттера T2, по факту эти резисторы только задают начальные потенциалы на коллекторе T1 и эмиттере Т2. Первый каскад – усилитель напряжения, второй каскад – усилитель напряжения и фазоинвертор, выходной каскад – двухтактный, транзистор T3 (нижний по схеме) усиливает напряжение и ток сигнала, а транзистор T4 (верхний) усиливает ток сигнала, одновременно являясь динамической нагрузкой для каскада на T3. Усилитель охвачен 100% ООС по постоянному току (R9) и неглубокой ООС по переменному напряжению R9R8C5. Переменным резистором R6 выставляется постоянное напряжение на выходе усилителя, переменным резистором R11 регулируется ток покоя выходного каскада. Электролитические конденсаторы должны быть максимально “музыкального” типа, я предпочитаю Nichicon Gold, Panasonic FH, FC или Elna Silmic. Кондесатор С2 – электролитический неполярный, Nichicon Muse BP ES это именно то, то нужно в этом месте.

Схема блока питания:

Блок питания усилителя Zen Silver Monster V2.1

Основные технические характеристики:

  • Входное сопротивление = 10 кОм
  • Выходное сопротивление =< 1.5 Ом
  • Номинальная нагрузка = от 16 (и выше) Ом
  • Номинальное входное напряжение = 1V RMS
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 1 кОм = 10V RMS
  • Максимальное выходное напряжение на нагрузке 16 Ом >= 8V RMS
  • Коэффициент усиления = 10…15 (зависит от выбранной глубины ООС)
  • Полоса воспроизводимых частот, на нагрузке = 16 Ом при выходном
    напряжении -6dB от максимального = 5 Гц…200 кГц
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 16 Ом при выходном
    напряжении -6dB от максимального <= 0.1%, в основном 2-я и 3-я
    гармоники. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -20 dB

Несколько фото:

На фото – пара Zen Silver Monster (JLH) и один из популярных малогабаритных усилителей на лампах во время проведения испытаний и недавнего сравнительного прослушивания.

Вот отзывы от счастливых владельцев этой конструкции:

“… Доброго времени суток!!! Вчера получил посылку, очень порадовала логистика, спасибо за надёжную упаковку. Усилитель выглядит даже лучше чем на фото. Звук очень порадовал, слышно обсолютно все, а главное – шикарный басс… 🙂 Нисколько не жалею…Большое спасибо за отличный усь! Нужно,чтобы больше людей познакомились с этим прекрасным усилителем…” – Геннадий, Магнитогорск.

“Виктор, добрый день. Вчера получилось пару часов послушать ваш усилитель. Резюме – ожидания оправдались. Наушники раскрылись, рост по всем фронтам – микро и макродинамика, разрешение, края диапазона – все заметно преобразилось. Если раньше снорри СИ-5 для меня были просто неплохими закрытыми изодинамами, то теперь я понимаю, почему люди поднаторевшие в наушниковой теме считают их одними из лучших закрытых наушников…Вам большое спасибо за труд и очень достойный результат!  P.S. Внешне усилитель лаконичен и качественно собран – мне такой дизайн близок…” – Кирилл, Москва.

Ноябрь 2013…Ноябрь 2022 …Январь 2023 г. Владивосток

Усилитель для наушников STAX. Версия 2022 года.

Очередная модификация, немного уменьшены габариты. Алюминиевый корпус, заказной силовой трансформатор. Набор комплектующих без особых изменений, ступенчатые регуляторы уровня, набор ламп современного производства. Технические характеристики усилителя в основном прежние, в этой версии выровнена чувствительность по XLR и RCA входам.

Несколько фото

Декабрь 2022 г.Владивосток

Иногда они возвращаются. И еще один универсальный усилитель

В этой конструкции получили дальнейшее развитие идеи, применные ранее в усилителе “Солнечный Удар” (2017 год).

“Солнечный Удар” (С.Ударъ) успешно работает до сих пор, но за 5 лет эксплуатации все-таки накопились некоторые замечания и пожелания 🙂 и схема была существенно доработана. Во-первых, число каскадов усиления было сокращено до двух, во-вторых выходной каскад выполнен на теродах (пентодах) в триодном включении, в-третьих согласование уровней сигнала между RCA (небалансным) и XLR (балансным) входами выполнено на специализированном сигнальном трансформаторе. Внесенные изменения принципиальны – во-первых чувствительность усилителя по балансному и по RCA входам теперь одинаковая, во-вторых спектр искажений на выходе усилителя стал более “музыкальным”. Из-за более верного выбора организации смещения ламп входного и выходного каскада и из-за триодного включения ламп выходного каскада уровень четных гармоник вплоть до начала ограничения сигнала находится в “правильном” соотношении к уровню нечетных. В-третьих – при такой конфигурации схемы и при правильном выборе выходного трансформатора стало возможным получить требуемое выходное сопротивление усилителя без применения общей ООС.

Схема усилителя и блока питания

Принципиальная схема одного канала усилителя СУДАРЪ
Принципиальная схема одного канала усилителя СУДАРЪ
Принципиальная схема блока питания усилителя СУДАРЪ
Принципиальная схема блока питания усилителя СУДАРЪ

Несколько фото

Основные технические характеристики:

  • Входное сопротивление >= 5 кОм
  • Выходное сопротивление =<1.8 Ом (выход для подключения акустики 8 Ом), <=2 кОм (выход для подключения электростатических наушников)
  • Допустимое сопротивление нагрузки – 4, 8 Ом (раздельные выходы)
  • Номинальный диапазон подключаемых нагрузок – 16 Ом….1 кОм (выход для
    подключения динамических и изодинамических наушников)
  • Максимальное выходное напряжение на эквиваленте нагрузки 100 Ом >= 8V (RMS) (на канал, выход для подключения изодинамических и динамических наушников)
  • Максимальная выходная мощность на эквиваленте нагрузки 4 Ом >= 8 Вт (RMS) (на канал, выходы для подключения акустики)
  • Максимальное выходное напряжение на эквиваленте нагрузки 100 кОм  > = 360V RMS, 1015V peak-to-peak. (на канал, на выходе для подключения
    электростатических наушников)
  • Напряжение BIAS = +580V (стабилизированное)
  • Полоса пропускания в режиме “большого” сигнала (Сопротивление нагрузки
    = 4 Ом, уровень выходного напряжения = 0.707 от максимального) не уже
    – 19 Гц…..28 кГц при неравномерности не более 1 dB
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц, измеренный в режиме “большого”
    сигнала (см выше) =<1.5%
  • Уровень шумов и помех на выходе усилителя, при закороченном входе и
    при подключении к питающей сети через регенератор с заземлением =<
    230uV

Отзыв счастливого владельца:

“…Виктор, привет! Запустил усь, очень доволен! На вход поставил телефункен 188 60х годов. На выход комплект 6п6с 55г года, которые ещё на Американском ленд лизовском оборудовании делались, играет шикарно, как я и хотел! А когда потключил к нему очень крутой сетевой кабель, как же он запел, как боженька 🙂 Протестировал на динамических ушках JVC, внутриканальных ha10000 и на Перунах электростатических, играет шикарно! Перуны конечно ни в каком компоненте JVC не переиграли, но тоже хороши, да и не переиграть эти JVC – лучшие ушки на рынке по звуку. Но мне нужны были наушники, чтобы часть времени не использовать внутриканалки, а юзать накладные, и с этим они отлично справляются. Респекты вам, за точное осуществление моих хотелок! …”

Октябрь 2022 г.Владивосток

Транзисторный фильтр, кофе и Маяковский

Сегодня утром, после долгого и подробного разъяснения одному увлеченному аудиосамодельщику всех особенностей расчета и практической реализации транзисторного фильтра напряжения источника питания, мне очень захотелось выпить (кофе) 🙂 К счастью, в закромах еще осталось некоторое количество оригинального Costa Rica “Volcanica”. Сварив (в турке, конечно) чашечку вкуснейшего ароматнейшего кофе я устроился в кресле и -… почему-то вдруг вспомнил стихи Маяковского в исполнении отряда понеров в шортиках из фильма “Добро Поджаловать или Посторонним вход воспрещен” (реж.Элем Климов, 1964г):

“…Довольно жить законом,
данным Адамом и Евой.
Клячу историю загоним.
Левой!
Левой!
Левой!…”

История – та еще лошадка. На “короткую” ее может быть и можно “загнать”, но на длинной дистанции эта кляча сама загонит кого угодно.

Так вот, почему же вдруг Маяковский? Потому что в моей памяти он неразрывно связан с Блоком. 🙂 В конце 70-х, когда я еще был школьником, помимо электроники, химии и музыки я немного увлекался поэзией “серебрянного века” и удачно попал на встречу с одной замечательной седенькой интеллигентной дамой солидного возраста, которая когда-то была знакома с Александром Блоком. Фамилия дамы, если я правильно помню – Мещерская. Помимо многого того о Блоке, чего нет и скорее всего никогда не будет в школьной программе, мне запомнился рассказанный ею эпизод о Маяковском. Как он, будучи у них в гостях, демонстративно-эпатажно высморкался в скатерть. На молодую девушку это произвело неизгладимое впечатление. 🙂

Такой вот был этот самый – “Серебряный Век”.

Ноябрь 2022 г.Владивосток

Заметки о проектировании АС. АЧХ. Румкоррекция.

Кажется очевидным то, что аудиофилы-самодельщики понимают, что без хороших акустических систем (АС) им не обойтись. Тем более удивительно, что до сих пор взгляды большинства из них на критерии качества АС  существенно различаются. И более того – до сих пор не ясно, какие методы проектирования АС приводят к гарантировано хорошим результатам.

Теория относительности” АЧХ

Даже небольшого опыта прослушивания достаточно, чтобы заметить  разницу между воспроизведением одной и той же музыки разными АС. При этом, если верить данным производителей, основной параметр – амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) этих разных АС почти всегда близки к идеалу и очень похожи.

Поэтому многие самодельщики приходят к тому выводу, что проблема “ровной” АЧХ уже практически решена, а качество воспроизведения зависит только от конструкции и материалов динамиков, корпусов и разделительных фильтров.

Но действительно ли все в порядке с АЧХ? Независимые измерения не подтверждают оптимистических параметров, заявленных производителями. Каждая модель АС имеет реально свою “кривую” АЧХ, разительно отличающуюся от “аналогично- кривых” характеристик других АС и мой скромный опыт показывает, что это характерно для всех ценовых групп. Разница в звучании при воспроизведении одной и той же музыки разными АС – очевидна. Но при этом АЧХ от “производителей” всегда одинаково-ровные. 🙂

Удивительно, но эти “одинаково-ровные” АЧХ – в общем-то правдивы. Для рекламных проспектов измерения обычно производятся по методикам, обеспечивающим “правильный” вид характеристик. Например, можно провести измерения при повышенной скорости сканирования рабочего диапазона частот что усреднит и сгладит пики и провалы  АЧХ в процессе снятия характеристик.

Но гораздо интереснее другое – почему же одна “кривая” (по АЧХ) модель АС звучит хорошо, а другая вроде как более “ровная” – воспроизводит музыку гораздо хуже?

Получается, что даже независимые,”честные” 🙂 измерения хоть и позволяют представить реальную АЧХ акустики в реальной комнате, но не раскрывают ее связь с конкретными особенностями звучания.

Почему, обладая всем необходимым, разработчики не создают идеальных АС? Ведь по идее – “идеал”, эталон – только один! И вроде как очевидно, что все АС, близкие к эталону, должны звучать примерно одинаково (хорошо).

Некоторые проблемы метрологии и их влияние на конечный результат.

Я считаю, что основная проблема в том, что любой способ проведения измерений неизбежно дает целый комплекс разнообразных ошибок. Самые “вредные” ошибки – методические, то есть связанные с несовершенством самого метода измерений.

Существует ряд общепринятых методик измерения АЧХ. Одна из основных – настройка АС в заглушенной, безэховой камере.

При проведении таких измерений принципиально важны методические особенности. Например – где располагать микрофон относительно АС. Обычная рекомендация – на “акустической оси”, на расстоянии 1 метр от акустической системы. А где точно проходит эта “ось” в случае трехполосной АС? Вряд ли перед ВЧ динамиком. Тогда, видимо, правильнее разместить микрофон на “оси” СЧ динамика. А если сместить микрофон немного выше или ниже, то для одной и той же АС получим множество различных АЧХ. На какую из них ориентироваться? Почему-то в этом методе проведения измерений принято считать, что слушатель обязательно услышит “измеренную” АЧХ, то есть поместит ухо именно туда, где при измерении располагался микрофон 🙂

Но ведь – в обычном помещении на НЧ и “нижних” СЧ АС активно взаимодействуют с полом и потолком, влияние которых в безэховой камере отсутствует. Взаимодействие АС с помещением влияет на звучание принципиально – но его конкретные проявления настолько разнообразны, что даже не могут быть представлены посредством точной математической модели.

Более того, суммарная АЧХ стереопары существенно отличается от АЧХ одной АС, а общепринятые методики настройки АС не учитывают этого обстоятельства. Например – при стереовоспроизведении голоса вокалистов обычно локализуются в центре звуковой сцены, то есть воспроизводятся обеими АС стереопары. Я считаю очевидным и методически верным то, что даже для настройки уровня и тем более для получения разборчивой и “ровной” передачи голосового диапазона необходимо контролировать итоговую АЧХ обеих АС.

Есть и другие, вроде бы логичные и методически адекватные методы – например настройка АЧХ и ФЧХ по импульсным сигналам. Но и при этом – работая казалось бы по одинаковым алгоритмам, специалисты почему-то получают разные звуковые результаты. 

Даже учитывая только эти “нестыковки” можно сделать вполне уверенные выводы:

  • Во-первых, методика проведения акустических измерений – “волюнтаристична” – то есть произвольно не точна. При упомянутых мной методических допусках даже  “индивидуально-тонально-ровные АС” в обычном акустически неподготовленном помещении всегда дадут неровную итоговую АЧХ.
  • Во-вторых – получается совершенно очивидно, что результат работы зависит не только от метода измерений, но и от личного опыта конструктора АС. Мне известно множество превосходных АС, разработанных “традиционными” способами и во всех этих случаях общее было то, что разработчики этих АС были (и есть 🙂 ) выдающиеся профессионалы, любящие музыку и обладающие развитым музыкальным вкусом.

Примечание по поводу румкоррекции

Действительно высококачественное звуковоспроизведение в произвольном акустически неподготовленном помещении требует или подготовки помещения – то есть коррекции архитектурных особенностей и проведения акустической обработки соответствующими материалами и (или) обязательного наличия в составе звуковоспроизводящей аппаратуры некоторого модуля аппаратно-программной интерактивной румкоррекции. На всякий случай уточню – именно интерактивной румкоррекции.

Сейчас широко применяется адаптивная румкоррекция – то есть звуковоспроизводящая система оснащается небольшим измерительным комплексом, который обычно состоит из микрофона и сигнального процессора. На этапе калибровки системы микрофон размещается на месте слушателя и (иногда) поочередно в различных местах комнаты, сигнальный процессор генерирует некие сложные сигналы и фиксирует “отклик” от микрофона. Таким образом присходит создание матрицы данных для необходимой коррекции АЧХ и ФЧХ системы в заданных частотных и амплитудных диапазонах и воспроизведение происходит с учетом калибровочных данных. При изменении акустической обстановки в комнате необходимо проведение перекалибровки.

Интерактивная румкоррекция предполагает постоянную подстройку системы под имеющиеся акустические условия. В идеале – изменение акустических условий в помещении не должно быть заметно для слушателя. Проще говоря, если в процессе прослушивания музыки в комнату кто-то занес например шкаф или вынес из нее кресло – то слушатель может заметить изменение обстановки, но не должен заметить изменений в звучании системы 🙂

Октябрь 2022 г.Владивосток

Upgrade акустики KEF Reference Model Four

Уже довольно долго во Владивостоке живет Виталий – увлеченный творческий энтузиаст-аудиофил, с “правильными” руками и трезвым рассудком.

Виталий имеет богатый опыт в изготовлении кабелей, сборке и ремонте МС трансформаторов, проигрывателей винила, “рекаппинге” (recapping) усилителей мощности и предусилителей.

Весной этого года он поставил цель – провести разумный и эффективный upgrade и (может быть) некоторую доработку имеющейся в его системе акустики KEF Reference Modеl Four, выпуска 90-х годов прошлого века.

Из очевидно слышимых причин уже назревшей необходимости upgrade – ощутимый недостаток ВЧ и гулкость, расплывчатость звучания на НЧ. При этом звучание системы в целом – объемное, ровное, увлекающее. Помещение для прослушивания акустически обработано верно.

Сдерживающие факторы – небольшой опыт в подобной работе с АС, отсутствие требуемой измерительной аппаратуры и навыков проведения измерений, необходимых в процессе отладки.

Решение – пригласить меня в качестве консультанта и метролога 🙂

Акустика KEF Reference Mоdel Four устроена довольно оригинально. Вот здесь можно почитать о ней более подробно. На первый взгляд – внешний вид вполне традиционно – обычен:

А вот внутренее устройство – весьма не тривиально:

Как видно – то, что снаружи выглядит как порт фазоинвертора – таковым не является, НЧ динамики расположены во внутреннем объеме в комбинированном оформлении – ЗЯ, bandpass и ФИ одновременно 🙂

Фото и схема “старых” разделительных фильтров

Принципиальная схема разделительных фильтров акустики KEF Reference Model Four

Видно, что фильтры довольно многополосны и весьма “ветвисты” 🙂 , что отчасти объясняется особенностями акустического оформления. Я не увидел необходимости в коррекции частотного диапазона полос фильтров, пересчете номиналов элементов и последующей “пересшивке” полос. Тут разработчики потрудились весьма искусно и вмешиваться в результат их труда нет никакого смысла.

Было принято решение ограничиться (всего лишь) следующим

  • Заменить все конденсаторы и резисторы и пересобрать фильтры навесным монтажом. Убрать фильтры из внутреннего объема акустики и разместить их в во внешних коробах, которые будут крепиться к задним стенкам акустических систем.
  • Заменить контактные клеммы – терминалы.
  • Заменить всю внутренюю проводку.
  • Задемпфировать и акустически обработать внутрение поверхности корпусов акустических систем и корзины динамиков.

Что и было сделано Виталием 🙂

Собраны новые фильтры, для них изготовлены и закреплены на задних стенках внешние короба, заменена вся внутреняя проводка

Сделана механическая и акустическая доработка корпусов, корзины динамиков оклеены акустическим войлоком. Вырезы для крепления клеммных колодок на задних стенках корпусов были аккуратно закрыты фанерными вставками, внутренние поверхности корпусов задемфированы Шумоff, герметиком и акустическим войлоком. Свободный объем коробов, в которые установлены “новые” фильтры – заполнен демпферным материалом. Установлены новые высококачественные медные клеммы-терминалы.

Доработка в высшей степени благотворно сказалась на звучании акустики. Края дипазона слышимо расширились и особенно это стало заметно в ВЧ диапазоне. СубНЧ и НЧ “подсобрались”, стали более динамичными, четкими и разнообразно-детальными. СЧ область, голосовой диапазон стал более объемен, выразителен и “многослоен”. ВЧ – как бы “заново проявились”, их уровень стал ровно таким, сколько нужно – не больше и не меньше. Доработка полностью оправдала себя, акустика и система в целом вышли на принципиально более высокий уровень.

Зависимость импеданса акустики от частоты.

График зависимости импеданса акустики KEF Reference Model 4 от частоты. Левый и Правый каналы.

АЧХ акустики, снятая в ближнем поле в реальной комнате для прослушивания.

АЧХ акустики KEF Reference Model 4. Сглаживание 1/3 октавы. Ближнее поле, комната для прослушивания.

Июнь…Сентябрь 2022 г. Владивосток

Третья жизнь “Элегантных Шорт”

У аудиофилов беспокойные души. И вот, так случилось, что после июньской “трансформации” из двухтакта в однотакт этот усилитель снова попал ко мне. То есть после вдумчивого и внимательного прослушивания владелец конструкции решил, что все-таки для его системы двухтактный усилитель подходит лучше. В конце сентября у меня выдалось несколько более-менее свободных дней и я согласился на эту работу, взяв с владельца общание, что это в последний раз. Дальше – никаких переделок, только новый усилитель. 🙂 Вместе с усилителем мне привезли пару двухтатных выходных трансформаторов от Audiokom. Нужно отметить, что трансформаторы оказались весьма хорошими, но не без недостатков – конструкторское решение крепления тяжелого “куба” к шасси на 4 винта M3 пожалуй слишком оптимистично и неудобно. Так можно крепить легкие колпаки, а вот крепление тяжелого трансформатора сверху шасси на маленькие винтики, которые нужно вкрутить изнутри шасси снизу – без помощи квалифицированного ассистента превращается в некий “квест”. 🙂 Шпильки М4 или даже М5 были бы гораздо надежнее, практичнее и удобнее в монтаже. Я применил комбинированное крепление на винты и шпильки. Шпильки – направляют и фиксируют положение, винты – крепят.

Схема усилителя

Схема усилителя после upgrade

Схема унифицирована, множество моих конструкций имеют такое же схемотехническое решение. Схема блока питания так же типичная, с выпрямителем на ПП диодах и фильтром на полевом транзисторе и поэтому я ее не привожу. Ассортимент резисторов и конденсаторов сведен к минимуму. Для желающих повторить – внесение изменений в схему не приветствуется. По лампам – в первом и во втором каскадах можно применить “наши” 6Н1П-ЕВ, в выходном каскаде – 6П6С, 6П3С(Е) или NOS китайские 6P6P (темная колба), 6P3P (фигурная колба). Результат замены – впечатляющий 🙂

Технические характеристики усилителя

  • Входное сопротивление = 50 кОм
  • Выходное сопротивление =<~ 2 Ом
  • Номинальная нагрузка = 8 Ом
  • Номинальное входное напряжение = 0.775V RMS
  • Максимальное выходная мощность на нагрузке 8 Ом = 10W RMS (выходные лампы – 6P6S)
  • Полоса воспроизводимых частот, на нагрузке = 8Ом при выходномнапряжении = 0.7 от максимального = 20Гц….28 кГц.
  • Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц на нагрузке 8 Ом при выходном напряжении = 0.9 от максимального <= 1.7%, в основном 2-я гармоника. Уровень третьей гармоники относительно уровня второй <= -22dB.
  • Время выхода на рабочий режим =< 15 min, это связано установлением теплового обмена в корпусе усилителя и прогревом ламп.

Несколько фото, снятых в процессе прослушки-отладки

Сентябрь 2022 г.Владивосток