Ламповый усилитель новичку. Двухтактный или однотактный?!

Какова причина написания статьи? Возможно это моё излишнее сердобольное желание объяснить телезрителям то, чего они слушать не хотят. Следовательно - это пустая затея. Однако желание написать этот текст существует, поэтому строчки будут написаны. И если нескольким людям эта писанина пригодится, то уже хорошо. В статье есть рациональные сведения для новичков и здравый смысл присутствует.

Вначале напишу несколько житейских наблюдений. Возникновение темы построения и темы специфического звучания ламповых усилителей в 21 веке мною было воспринято как анекдот. Более 40 лет назад ко мне пришел первый опыт конструирования этого чуда. И с тех пор значительно расширен кругозор, освоено новое знание, получена квалификация, накоплены умения и опыт. Однако всеобщий интерес оказался заразительной штукой. Поэтому окунаясь в эту тему на новом жизненном витке могу лишь заключить, это стало мне интересно. Природа интереса скорее в экзотике, скорее в удивительном зрелище, в большом тепловыделении оживающего стекла. Отдавая себе отчёт, в том, что тема эта надуманная, и напичкана она в основном маркетинговыми ходами, для расширения продаж, тем не менее я взялся за постройку серии усилителей, фотографии образцов которых позднее будут размещены на этом сайте. В том числе и для продажи. Довольно неожиданным для меня оказался факт, что пара усилителей из представленных на сайте уже продана, а на некоторые из оставшихся образцов усилителей уже получена предоплата, осталось найти время для завершающих штрихов по отделке.

Смею уверить, внешний вид моих самоделок будет выше среднего и любителям эстетики будет на что посмотреть. Мои образцы конечно не блещут фабричными формами изготовления, однако сделаны они со вкусом, в единой манере. Учитывая кустарный характер производства, и копеечную себестоимость железок, стекляшек и деревяшек они всё же заслуживают внимания. Изначально я ориентировался на поиск схемных решений для построения достаточно мощных усилителей. А поскольку звуковые мощности 25-120 ватт обеспечивают преимущественно двухтактные схемы, здесь вообще не будет однотактной схемотехники. Ценников демократичных здесь тоже не будет. Практически все цены начинаются от 30k. Пример показан ниже.

 Убеждён, однотактная схемотехника - это простовато. Однотактная ламповая схемотехника предназначена для начинающих паяльщиков, для мальчишей. В однотактной схеме звуковой транс расположен в аноде одной лампы, а стало быть, он установлен в положительном плече источника питания. Через транс хлещет сквозной постоянный ток. Подмагничивание постоянным током заставляет снижать эффективность выходного трансформатора, бороться с насыщением, увеличивать массу и габариты "железа". Далее начинается борьба с чётными гармониками и прочий гемморой, называемый преодолением трудностей. Уважаю людей творческих, у кого в мозгу удивительное заблуждение, особого качества звучания однотактных схем. Это примерно как ходить с одним яичком в убеждении, что это естественно и красиво. Дешевизна однотактных конструкций подкупает. Видимо идея получить из полукомплекта деталей, достойный усилитель захватывает многих. Фанатики пусть хоть из золота мотают однотактные трансформаторы, смысла в этом мало. Солидарен с позицией Юрия Игнатенко и других здравомыслящих людей по поводу лидерства двухтактных усилителей.

Наблюдение и оценка распространенности схемотехники ламповых усилителей в сети подтвердили мое первоначальное предположение, что однотактные схемы - это отстой. Везде и всюду на поверхности Интернета лежат однотактные ламповые схемы. Каких только SE-монстров любители "качественного" звука не придумали! Причем, как дешёвого исполнения, так и самого дорогого. Однако всё, что валяется под ногами я склонен отнести скорее к мусору. Драгоценности под ногами не валяются.

Совсем наоборот обстоит дело в отношении законченных и лаконичных двухтактных схем. По запросу на конкретные типы ламп найти не удаётся практически ничего. Несколько ссылок уводят на форумы, где царит словоблудие, а все схемы закрыты от доступа. Только после регистрации (иногда платной) доступ на форум возможен и схемы бывают читаемы. Нужно заметить, что схемотехника ламп не отличается разнообразием. Это объективный факт, поскольку усложнение схемы неизбежно приводит к усложнению выходного трансформатора. Выходной трансформатор и есть "камень преткновения" ламповой схемотехники. Типовые схемы на сайтах конечно же есть. Но как только в схему внесена "штучка", этой схеме сразу присваивают имя собственное. Иногда доработки стоящие, а иногда - шелуха. Обращаю внимание телезрителя на принципиальную важность выделенного текста. Если вам попадается материал, где изложение начинают с выбора ламп, с рассуждений об особенностях звучания конкретных ламп, просто выбросьте заметку на помойку, даже если это заметка моя. Указанное изложение имеет сокрытую информацию, может содержать ложь или преследует лукавую цель. Либо автор просто не совсем компетентен. Обыкновенная логика подсказывает, что построение лампового усилителя начинают с выбора выходного трансформатора, либо с удачной находки готового или купленного трансформатора (пары трансформаторов). Этот самый выходной трансформатор, обязательно должен иметь выходную обмотоку (обмотки) согласованную с сопротивлением акустических систем. Будьте внимательнее, определяющим фактором здесь выступает бюджет проекта. Хороший трансформатор может слопать 80% всего бюджета усилителя. Именно под фиксированные параметры трансформатора выбирают лампы. Под низкоомную нагрузку применяют триоды, под высокоомную - пентоды или тетроды. Здесь размышления снова упираются в бюджет. Но могут они упереться и в глупую влюблённость (если мозг уже поражён "аудиофильской" бациллой от гуру или другого "авторитета"). Гоняться за стеклянными баллонам с иностранными буковками и платить за них бешенные деньги такая же глупость, как покупать мотор от Роллс-Ройса для собственного Москвича во дворе. Глупо платить долларами за вакуум. Ценник на импортный вакуум с рекламными примочками неразумный. А совдеп-вакуум чаще всего ничем зарубежным стекляшкам не уступает. В этой теме больше понтов, чем здравого смысла.

Бестрансформаторные схемы я пока вовсе не рассматриваю, поскольку есть опасность поражения электротоком в отсутствии гальванической развязки с сетью. 

 Сокрытие даже известной двухтактной схемотехники, а также незаметная подмена ценностей и приоритетов, на мой взгляд, является прямым следствием того, что двухтактные схемы имеют коммерческий потенциал. Это обыкновенные манипуляции сознанием. А раз так, то никакие смягчающие обстоятельства не могут ослабить хватку сетевых коммерсантов, которые любыми путями постараются превратить информацию в монету. На плаву же болтается шлак, вроде однотактной схемотехники. Вместе с ней следует куча словестного мусора от наивного телезрителя или лукавого администратора. Вместо признания, что однотакные схемы предназначены для начинающих радиолюбителей, идет распускание слюней по поводу особо тонкого качества звука, воспроизводимого однотактными пукалками. А по сути однотактные SE-схемы годятся для пацанов, а также для престарелых пацанов, которые так и не повзрослели. Сказанное вовсе не означает, что в сети невозможно найти ничего путного. Древние двухтактные схемы иногда встречаются в старых журналах. Однако лодырю старые журналы Радио из библиотеки конечно же невдомёк. Кроме того, давние технические решения зачастую уже морально устарели. А используемые там трансформаторы иногда озадачивают сложностью и трудоемкость изготовления. Большинство же радиолюбительского народа интересуют готовые схемы с известными номиналами, чтобы не нужно было думать. А такие двухтактные решения для распространённого железа и сравнительно простой элементной базы опытные авторы не показывают.

В этом отношении у меня нет иллюзий. Автору свойственно охранять схемные решения, дающие хороший результат за небольшие деньги. Это нормально для человеческого общества. Человек зачастую не задумываясь крадет чужое, он так устроен. Проблема здесь в ментальности обывателя-совка и вороватости человека вообще. Кстати ламповая схемотехника не так сложна, как транзисторная, и рассчитать элементарные узлы довольно просто. А в ходе макетирования допущенные ошибки будут поправлены безо всякого опасения спалить материальную часть. Лампы сами по себе - дубовые и спалить их довольно сложно, это не транзисторы с микросхемами. С лампами можно много экспериментировать, регулировать и настраивать без опасения повреждений. Но люди справедливо рассуждают, что "тяпуть" готовое всё равно проще.

Про трансформаторы выходные у меня есть что сказать, и про типовые и про рукодельные. Однако тему эту детализировать пока не хочу. Возможно позднее, некоторые секреты станут более доступными, тогда они будут преданы огласке. Мои двухтактные усилители, нередко построены с параллельным включением выходных ламп. Иногда применяются 3-4 штуки в плече впараллель, но это уже экстрим. Ниже по ходу изложения показаны случайные фотографии, на примере которых можно понять, где есть рациональное зерно, и в какой момент чувство меры оказывается выключенным и начинаются излишества. Перечислю основные названия ламп, интересных для меня в настоящее время. Это 6п3с, 6п6с, 6п13с, 6П44С, ГУ-50, ГИ-30, Г807, 6п18п, 6н13с, 6С19П, 6С41С, 6С33С, ГМ70, ГУ13, ГК71, ГУ80 и некоторые другие. Мелкие прямонакальные лампы я пока не рассматриваю. Для многих типов ламп у меня разработаны собственные или адаптированы уже известные схемные решения. В железе реализовано еще не всё, поскольку просто не хватает времени. Изготовлены и опробованы 4 комплекта оконечных стереоусилителей. На подходе еще 4 комплекта.

Определенные интерес представляет направление модификации схемотехники цепей питания ламповых усилителей в область применения импульсных источников. Для накала такое питание приемлемо однозначно. Есть смысл пробовать применять импульсное питания и для анодных цепей. При этом очень существенно меняются условия экранирования лампочек, а также силовых и сигнальных цепей. Фильтры цепей питания тоже можно делать полупроводниково-электронными. Интересно применение разных полупроводниковых штучек в цепях смещения и обратных связей. Однако это дело вкуса. Если вы упали от этих слов в обморок, то это не моя проблема. Читайте статью Александра Торреса про усь на лампах 6С33С. Торресу удалось пострить неплохой однотактный усилитель, но двухтактный у него получился бы лучше. А в статье той достаточно сарказма, хотя и излишне культурного.

Ни предубеждений, ни особых предпочтений у меня в области железа нет. В ламповой технике важны только конкретные расчетные и измеренные параметры, безопасность, а также цена. Принципиальным соображением следует считать необходимость точной настройки режимов ламп по приборам. Важны только минимальные искажения при максимальной мощности. Наплевать на ощущения аудифилов и любителей настройки на слух. Пусть они руководствуются своими соображениями и рассуждают как "играет" та или иная лампочка. Дуракам придется безжалостно сообщать, что они такие. При построении усилителя применять можно любые технические или схемные решения при наличии точного обоснования их назначения и достоинства. Например можно применять импульсные источники питания, их достоинства несомненны. Отличные массогабаритные показатели, небольшое тепловыделение, высокая стабильность. Однако есть помехи, вот их и нужно тщательно давить. В ламповой технике применять возможно всё, как и с любимой женой.

В качестве альтернативы импульсным источникам иногда можно ставить в блок питания анодные трансформаторы, хорошего качества, с небольшим рассеянием и мелким током холостого хода. Тороидальные силовые трансформаторы также возможно применять, если позволяет бюджет конкретного проекта. В качестве выходных двухтактных трансформаторов следует применять стержневые трансформаторы на ленточных ПЛ-сердечниках (при условии тщательного контроля качества воздушых зазоров). Это обусловлено высокой симметрией железок. Готовые трансформаторы из серий ТС, ТАН, ТН, ТП, ТПП и др., вполне могут быть рассмотрены как вариант сдвоенного выходного трансформатора для применения с распространёнными лапочками, но нужно предварительно просчитать, а далее подбирать. Иногда для собственного удовольствия можно намотать пару одиночных выходных трансформаторов на готовых ТС-каркасах или Ш-образном железе, но в этом случае нужно ориентироваться на сопротивление акустики и на конкретные лампы, и на заданное сопротивление в аноде. Определенного внимания заслуживает применение дифференциального включения броневых трансформаторов в двухтактных схемах. Однако дифференциальная схемотехника имеет очень серьёзные подводные камни в виде трудности подбора дифференциальной пары. Очевидной, проблема практической несимметрии железа станет тогда, когда человек разберется в простоте схемных решений для дифференциального включения. Трудности возникнут тогда, когда человек начнёт практически заниматься вопросом комплектования проекта усилителя железом.

Ниже для примера показаны картинки усилителей из интернета. На мой взгляд, можно считать оправданным применение в усилителе сдвоенных ламп, в случае необходимости повышения мощности двухтактного каскада. Наверное даже 3-4 штуки можно запареллелить. Но лучшим, более эффективным и более рациональным решением будет пререход на следующий габарит стеклянных баллонов, с увеличением уровня анодного напряжения. Не очень удачная идея строить грузоподъёмный БЕЛАЗ или быстроходный БУГАТТИ из большого числа моторчиков от ВАЗ 2101.

Очень сомнительной и довольно дорогой затеей является применение параллельного включения десятка ламп. Но окружающая среда весьма разнообразна, поэтому аномалии в природе встречаются, и отнестись к этому желательно уважительно и с пониманием.

Поскольку однотактные схемы - говнище (мопед в сравнении с автомобилем) следовательно наибольшее, что позволительно, - сказать про ЭТО, - пару слов. Обучалки и ликбез схемотехники можно освоить по журналам радио и пособиям для начинающих. В практической работе тратить на это время нельзя категорически. В отношении двухтактных схем нужно понимать, что наиболее важным узлом является, тщательно согласованный по входу и по выходу, выходной трансформатор. Если это рукопашное изделие, то сердечник лучше использовать пластинчатый Ш-образный. Если типовое, без переделки - то склоняюсь к мысли, что стержневые трансформаторы в ламповых схемах применять ловчее. Использование дифференциальной схемотехники Комарова, отчасти снимает головную боль обеспечения надлежащего качества УМЗЧ. Однако возникает другая проблема - поиска двух пар симметричных выходных трансформаторов. Массогабаритные показатели дифференциальных конструкций зачастую получаются пугающими. Кроме того, применение типовых корпусов становится затруднительным, да и дешевизной построения усилителя при удвоенном количестве трансформаторов "не пахнет".

Импортные выходные трансформаторы, как и зарубежный вакуум, применять не следует по соображениям здравого смысла. Ценник на них неразумный и ничем не обоснован. Только крайняя необходимость может послужить основанием для применения фирмовых изделий. Лучше обратиться к отечественным компаниям или совдеповским запасам. Хорошие выходники есть в продаже, но дороговато. 

Среди моих приятелей есть уважаемые персоны, у которых сформировано устойчивое представление о нормальности концепции конструирования и применения однотактных усилителей. Мощности в 3 ватта им вполне достаточно, остальное компенсируется галюцинациями. Акустика у них, типа, высокочувствительная. Ну да и флаг им в руки. Важно здесь простое обстоятельство. Некоторая часть населения получает от звуков середины частотного диапазона удовольствие. И это пожалуй главное. Вот и пусть получают своё удовольствие, раз их мозги и уши так заточены. Возможно позднее у меня хватит времени, чтобы показать некоторые приёмы борьбы со сложностями, создаваемыми однотактными схемами. А нагромождение словестного бреда о тонкости и изяществе однотактного звука, а также особости (накатывании волной, широкой сцене, прозрачности, звонкости, вкусности и т.п.) пусть останется внутри их субъективного восприятия. Количественной оценки нужной совокупности разных компонент качества звука во взвеси перечисленных эпитетов люди почти всегда указать не в состоянии.

Среди населения есть немногочисленные индивиды, которые до старости готовы ходить в походы, сидеть у костра, вспоминая юность и тепло от коленки 16-летней подружки, петь жалостные песни под гитару. Это хорошие люди со специфическим мировозрением. Хорошо при этом, если у них есть благоустроенное место, в которое они смогут отнести дряхлеющую задницу по мере её старения. Хуже, если такого нету, а в качестве пристанища их ждёт общага или приют. Нередко такие граждане не смогли научиться управлять в своей жизни ничем более существенным, чем мопед или велосипед. Совершенно аналогично можно оценить привязанность столь же специфической части населения к однотактным усилителям. Эта привязанность зафиксирована на подкорке. Прошивка выполнена с применением какого-нибудь НЛП-фактора или авторитета. И это вовсе не плохо, это факт, это явление существует. Автомобили ВАЗ вполне пригодны для жизни. Поэтому не нужно расценивать моё изложение, как агрессию. Лучше попытаться услышать меня и понять подобие. Ведь даже дилетанту понятно, что Гранта лучше "копейки", а Ларгус полезнее, чем ВАЗ2104. Выходит, что более фундаментальным здесь является простое отсутствие ЛИЧНОСТНОГО РОСТА. И если человеку удастся догадаться об этом, то возможно получится сделать и выводы. Коль скоро стареющего человека такое устраивает, то молодым людям станет понятнее, на что стоит тратить драгоценное, уходящее от них ежеминутно время их жизни. Берегите своё время, не тратьте его на глупости, жизнь так коротка.

                                        Евгений Бортник, июнь 2014, Красноярск, Россия