Wzmacniacz sieciowy "5L"

Wzmacniacz sieciowy"5L"
Radioamator, Rok III, Luty 53 r., Nr 2
mgr inż. Cz. Klimczewski

   W poprzednim numerze naszego pisma podany został opis montażu przystawki wzmacniajacej głośnikowej pracującej w układzie "push-pull". Odwrócenie fazy otrzymywało się w tej przystawce wzmacniającej przy pomocy lampy elektronowej, a nie transformatora. Dzięki nie stosowaniu transformatora i dławika małej częstotliwości koszt przystawki wzmacniającej jest stosunkowo niewielki i trudności w jej montażu również niezbyt duże.

   Obecnie, rozwijając schemat przystawki wzmacniającej, opisany zostanie pełny wzmacniacz audio o mocy 25 watów, który posiada szerokie możliwości zastosowania.

   Jak widzimy ze schematu ideowego przedstawionego na rys. 1 - wzmacniacz ten przystosowany jest do zasilania prądem zmiennym z sieci elektrycznej o różnych napięciach (od 220 V do 110 V). Pierwsze dwie lampy elektronowe od strony "wejścia" do wzmacniacza, a więc lampa elektronowa 6SC7 i 6AC7 - spełniają rolę tzw. "przedwzmacniacza", w którym napięcia otrzymane z mikrofonów, gramofonu lub odbiornika radiowego uzyskują odpowiednią wysokość celem należytego wysterowania stopnia końcowego, składającego się z lampy elektronowej 6SN7 odwracającej "fazę|" i wzmacniającej, oraz z dwu lamp elektronowych 6L6 pracujących w układzie przeciwsobnym (push-pull), dających potrzebną moc do zasilania głośników.

   Wzmacniacz posiada trzy wejścia" M1, M2 i M3. Gniazdka wejściowe M1 połączone są z siatką sterującą "s₂" pierwszej triody w lampie elektronowej 6SC7 (poprzez ślizgacz potencjometru P1). Gniazdka wejściowe M2 połączone są podobnie ze siatką sterującą "s1" drugiej triody w tej samej lampie elektronowej (poprzez ślizgacz potencjometru P2). Jak więc widać, napięcia uzyskiwane z gniazd M1 i M2 niezależnie sterują obie siatki podwójnej triody jaką jest lampa elektronowa 6SC7. Anody tej lampy elektronowej (a₁ i a₂) połączone są ze sobą razem przez co po wyjściu z lampy elektronowej uzyskuje się napięcia powstałe po zmieszaniu wzmocnionych już napięć otrzymanych z gniazdek M1 i M2.

   Gniazdka wejściowe M3 połączone są poprze ślizgacz potencjometru P3 oraz opornik R₁ o oporze 200 KΩ i kondensator C₁ o pojemności 1 µF ze złączonymi anodami (a₁ i a₂) lampy elektronowej 6SC7. Dzięki temu w obwodzie anodowym tej lampy elektronowej miesza się jeszcze napięcia uzyskane z gniazdek M3 z napięciami otrzymanymi o wzmocnieniu z gniazdek M1 i M2.

   Jak widać do siatki sterującej lampy elektronowej 6AC7 dochodzą dwa napięcia wzmocnione (z M1 i M2) oraz jedno niewzmocnione - z M3.

   Każde gniazdko wejściowe połączone jest potencjometrem o oporze 1 MΩ dzięki czemu można dowolnie regulować wzajemne stosunki otrzymywanych sygnałów.

   Mając do dyspozycji trzy wejścia można wzmacniać sygnały otrzymywane przez jeden tylko gramofon, jeden odbiornik radiowy, jeden mikrofon lub dwa albo trzy mikrofony jednocześnie, a nawet przez kombinację mikrofonów, gramofonu i odbiornika radiowego.

   Dzięki tym możliwościom wzmacniacz może służyć dla transmisji różnych uroczystości, zabaw i koncertów, w których oprócz wykonawców może brać także udział "spiker", może być również dawany "podkład" z muzyki otrzymywanej z gramofonu lub odbiornika radiowego, a także może służyć on do wzmacniania dwu orkiestr umieszczonych w dwu różnych miejscach, na zmianę, bez przenoszenia mikrofonów itp.

   Pamiętać jednak należy, że w czasie, gdy pracuje jeden tylko mikrofon, inne, mimo iż są przyłączone do wzmacniacza, lecz w danej chwili są nieczynne - powinny być wyłączone z jego obwodów przez przekręcenie odpowiednich potencjometrów w tę stronę, która włącza w obwód pełny ich opór równy 1 MΩ przez co ślizgacz łączy się z uziemioną podstawą wzmacniacza. W ten sposób do obwodów wzmacniacza nie dochodzą żadne sygnały z przyłączonych mikrofonów i nie zakłócają wzmacnianej audycji niepotrzebnymi rozmowami, szumami i innymi dźwiękami.

   Wzajemny stosunek wzmacnianych sygnałów otrzymywanych przez każde wejście może i powinien być regulowany (przez pokręcanie odpowiednim potencjometrem) tak, aby sygnał wynikowy wypadał zrozumiale, miło i plastycznie. Wymaga to pewnej wprawy lecz nie jest sprawą tak trudną, aby każdy z zainteresowanych nie mógł się nauczyć. Tego rodzaju manipulacja potencjometrami, które pozwalają na wzmacnianie lub sciszanie poszczególnych partii audycji - nazywa się "miksowaniem".

   Audycje z aparatu radiowego należy wzmacniać poprzez przyłączenie odbiornika radiowego do gniazdek M3, gdyż wówczas audycje odtwarzane będą czyściej, bez zniekształceń. Tłumaczy się to tym, iż odbiornik radiowy dostarcza tak dużych napięć o częstotliwościach akustycznych, że dodatkowe wzmocnienie ich w pierwszej lampie elektronowej pociągnąć może za sobą przesterowanie dalszych stopni wzmacniacza, a więc i powstawanie zniekształceń w odtwarzanych sygnałach. Podobnie należy przyłączać i przewody gramofonu.

   Przyłączanie odbiornika radiowego (szczególnie niskiej klasy) do wzmacniacza najlepiej wykonywać poprzez dwa kondensatory stałe o pojemności około 0,1 µF włączone (po jednym) w każdy przewód łączeniowy. Takie przyłączanie uchroni przez uszkodzeniem aparatury w przypadku, jeżeli gniazdka dodatkowego głośnika w aparacie radiowym połączone są bezpośrednio z anodą lampy głośnikowej i plusem napięcia otrzymywanym z zasilacza anodowego.

   Przy łączeniu przewodów gramofonowych należy również uważać aby ewentualnie uziemiony jeden z nich połączony był z tym gniazdkiem wzmacniacza, które jest również uziemione ("z"). W przeciwnym przypadku gniazdka wzmacniacza będą zwarte i nie uzyska się odtwarzania wzmacnianych audycji.

Rys. 1.

   Po wyjściu z lampy elektronowej 6SC7 napięcia, wydzielone na oporze R₃= 50 kΩ, kierowane są poprzez kondensator C₂ = 50000 pF (50 T) do siatki sterującej (s₁) następnej lampy elektronowej 6AC7. Wzmacnia ona otrzymane napięcia i z kolei kieruje je do siatki lampy elektronowej 6SN7. Siatka sterująca (s₁) tej lampy elektronowej otrzymuje te napięcia poprzez kondensator C₇ = 0,1 µF i potencjometr P₅ = 0,5 MΩ, którym reguluje się ogólny poziom wzmocnienia całego wzmacniacza. Potencjometr ten nosi nazwę "sumującego" gdyż do niego dochodzą (po wzmocnieniu dokonanym w poprzednich obwodach) napięcia zmieszane, powstałe po odpowiednim wyregulowaniu potencjometrów P₁, P₂ i P₃.

   Do poprawienia brzmienia audycji zastosowany został również potencjometr P₄ = 100 kΩ włączony w mostku z kondensatorem C₆ = 10000 pF między anodę lampy elektronowej 6AC7 i uziemioną podstawę ("masę") wzmacniacza.

   Po wyjściu z lampy elektronowej 6SN7 napięcia uzyskane z anody "a₁", sterują 1-szą lampę elektronową 6L6 stopnia mocy, natomiast napięcia z anody "a₂" starują 2-gą lampę elektronową 6L6 tego stopnia. Opis działania i montaż stopnia mocy wraz z lampą elektronową odwracającą fazę (6SN7) niczym się nie różni od opisu działania i montażu podanej już uprzednio przystawki wzmacniającej "3L".

   Zasilanie tego stopnia również jest identyczne z zasilaniem przystawki wzmacniającej, natomiast lampy elektronowe przedwzmacniacza (6SC7 i 6AC7) uzyskują napięcia dla anod i siatki pomocniczej zmniejszone na oporze R₁₈ = 100 kΩ, który wraz z kondensatorem elektrolitycznym C₁₂ = 16 µF tworzy dodatkowy filtr wygładzający napięcie otrzymane z zasilacza. Dzięki temu filtrowi wzmacniacz pracuje wyjątkowo czysto bez ewentualnego przydźwięku sieci słyszalnego z głośników.

   Zasilanie wzmacniacza dokonywane jest z sieci prądu zmiennego poprzez transformator dający odpowiednie napięcia dla żarzenia lampy elektronowej prostowniczej 5Y3 i wzmacniających oraz napięcia dla zasilania anod lampy elektronowej prostowniczej.

   Opornik regulowany tzw. "entbrummer", podobnie jak w przystawce wzmacniającej, ustawia się jednorazowo na minimum przydźwięku i już nim się nie porusza. Pozostałe połączenia nie różnią się w niczym od połączeń w zasilaczu przystawki.

MONTAŻ WZMACNIACZA

   Montaż wzmacniacza rozpoczyna się podobnie jak i w przystawce wzmacniającej - od zasilacza. Po jego zmontowaniu łączy się najpierw końce uzwojenia wtórnego (na transformatorze sieciowym) przeznaczonego do żarzenia lamp elektronowych wzmacniających - z odpowiednimi sprężynkami w podstawkach lampowych wszystkich lamp elektronowych. Łącząc włókna żarzenia lamp elektronowych z transformatorem przed wykonywaniem innych połączeń ma się pewność, że nie zrobi się pomyłki, która by mogła narazić lampy elektronowe na uszkodzenie. Następnie w celu uproszczenia w wykonywaniu połączeń należy przygotować bakelitową płytkę, na której według schematu podanego na rys. 2 trzeba przymocować i połączyć między sobą wymienione na rysunku oporniki i kondensatory.  Mając już wykonaną płytkę łączy się końcówki jej przewodów z odpowiednimi częściami montażowymi wzmacniacza. Kierując się schematem ideowym z rys. 1 oraz oznaczeniami na podstawkach widzianych od spodu przedstawionymi na rys. 5, zmontowanie wzmacniacza nie powinno przedstawiać specjalnej trudności. Dla ułatwienia wykonania połączeń obwodu wejściowego wzmacniacza można posługiwać się fragmentem schematu montażowego przedstawionego na rys. 3. Należy również baczną uwagę .zwrócić na ekranowanie metalową siatką, (która musi być następnie uziemiona przez połączenie z masą wzmacniacza) - wszystkich przewodów, a nawet jeżeli się uda, to i oporników oraz kondensatorów stałych znajdujących się w obwodach siatek sterujących wszystkich lamp elektronowych wzmacniacza. Ekranowanie to usunie szkodliwy wpływ na te obwody innych obwodów przyczyniając się do stabilnej i prawidłowej pracy wzmacniacza.

Rys. 2.

   Jeżeli specjalnego "oplotu" wykonanego z metalowych drucików nie będzie można na terenie nabyć, ekranowanie to można wykonać w ten sposób, że na przewód znajdujący się w izolacji lub koralikach (takich, jakich używa się w kuchenkach elektrycznych) nawija się metalową folię z jednego rozwiniętego kondensatora stałego. Folię tę podobnie jak i koszulkę zakańcza się w pewnej odległości od końców przewodów aby uchronić przewody te przed ewentualnym z nią zwarciem, a tym samym przed unieruchomieniem wzmacniacza. Końce folii przymocowuje się do izolacji okręcając ją kilkakrotnie cieniutkim drucikiem, który następnie zostaje uziemiony.

   Chassis (podstawę) wzmacniacza można wykonać posługując się rys. 4. Ważną rzeczą jest prawidłowe ustawienie transformatorów. Transformatory te muszą być ustawione tak, jak pokazano na rysunku, a więc w ten sposób, aby osie ich rdzeni były do siebie prostopadłe. Takie ustawienie w znacznej mierze usuwa wpływ ich pól magnetycznych na siebie. Aby ten wpływ jeszcze bardziej osłabić zastosowana została między nimi również przegroda wykonana z cynkowanej blachy żelaznej lub cynkowej o grubości 1 mm. Z takiej samej blachy wykonana jest podstawa wzmacniacza.

   Jeżeli podstawa wzmacniacza zrobiona będzie z blachy żelaznej to przed umocowaniem na niej transformatorów należy podłożyć pod rdzenie kawałki preszpanu lub tektury aby nie dopuścić do zwarcia blaszek tych rdzeni z metalem podstawy.

Rys. 3.

Rys. 4.

   Rys. 5 przedstawia widok podstawek lampowych od spodu. Tak samo są rozstawione sprężynki w podstawkach lampowych patrząc na nie od spodu, a więc od wewnątrz podstawy. Oznaczenia sprężynek w tych podstawkach odpowiadają oznaczeniom na schemacie ideowym (rys 1) co bardzo ułatwia wykonanie połączeń.

Rys. 5.

   Transformatory można kupić na rynku lub wykonać samodzielnie. Do wykonania transformatora sieciowego TR.S. użyć można rdzenia składającego się z blaszek żelaznych izolowanych z jednej strony lakierem lub szelakiem o przekroju środkowej kolumny około 16 cm².

   Uzwojenie pierwotne nawinięte powinno być drutem w emalii o średnicy 0,6 (ewentualnie 0,5) mm i posiadać zwojów 750 z odczepami: dla 100 V - na 350 zwoju, dla 110 V - na 420 zwoju, dla 120 V - na 460 zwoju i dla 200V - na 700 zwoju. Pełne napięcie 220 V włącza się na końcówki całego uzwojenia - (750 zwojów).

   Odczepy te pozwolą korzystać z sieci, która posiada w ciągu całej doby napięcie niższe od nominalnego. Przy zniżanych chwilowo napięciach w sieci elektrycznej - nie wolno przełączać transformatora na niższe napięcie.

   Uzwojenie wtórne wysokonapięciowe nawinięte powinno być drutem emaliowanym o średnicy 0.15 (lub 1,12) mm. Musi ono posiadać 2600 zwojów z odczepem od środka uzwojenia czyli z 1300 zwoju.

   Uzwojenie żarzenia lampy prostowniczej nawija się drutem emaliowanym o średnicy 1,2 (lub 1,0) mm. Posiadać ono powinno w przypadku stosowania lamp typów 5Y3, 5Z4, 5U4 lub 5C3S (ZSRR) - 17 zwojów, zaś w przypadku żarzenia lampy AZ12 - 13 zwojów.

   Uzwojenie żarzenia lamp wzmacniających powinno być nawinięte takim samym drutem i posiadać ilość zwojów równą 21.

   Pewne różnice między opisywanym transformatorem a transformatorem stosowanym w przystawce wzmacniającej lampowej "3L" wynikają z większej ilości lamp elektronowych pracujących we wzmacniaczu.

   Transformator głośnikowy TRG (wyjściowy) powinien posiadać rdzeń z blaszek podobnie wykonanych jak w transformatorze poprzednim z tym, że przekrój środkowej kolumny rdzenia wynosić będzie około 12 cm².

   Uzwojenie pierwotne tego transformatora składa się z dwóch sekcji o jednakowej ilości zwojów. Sekcje te nawija się obok siebie tworząc dwa identyczne uzwojenia. Nawijane być one muszą w tym samym kierunku tak, że obie te sekcje stanowią jedno uzwojenie. Łączna ilość zwojów wynosi 1800 (po 900 zwojów w każdej sekcji), nawiniętych drutem emaliowanym o średnicy około 0,3 mm. Ze środka tego uzwojenia, w więc w miejscu połączeń obu sekcji ze sobą, wyprowadzony jest odczep.

   Pierwsze uzwojenie wtórne nawinięte na obu sekcjach pierwotnych posiada 130 zwojów wykonanych drutem w emalii o średnicy 0,8 mm, następne 130 zwojów nawiniętych podobnym drutem lecz o średnicy około 0,5 mm, oraz 260 zwojów - z drutu emaliowanego o średnicy 0,3 mm.

   Uzwojenia te łączą się ze sobą szeregowo tworząc jedno uzwojenie wtórne. Z miejsc połączeń uzwojeń tych ze sobą wyprowadzone są na zewnątrz odczepy. Całkowita więc ilość zwojów tego uzwojenia wynosi 520 - (dwa razy po 130 + 260).

   Na końcówkach pierwszej części uzwojenia (130 zwojów) uzyskuje się napięcia o częstotliwościach akustycznych w wysokości około 30 V; między pierwszą końcówką uzwojenia (początkiem) i drugim odczepem (260 zwojów) - około 60 V; między tym samym początkiem uzwojenia i końcem całego uzwojenia (520 zwojów) - około 120 V.

   Drugie uzwojenie wtórne nawinięte na pierwszym uzwojeniu wtórnym posiada 85 zwojów z odczepami na 26 i 42 zwoju. Drut w emalii użyty do nawinięcia tego uzwojenia posiadać powinien średnicę około 0,15 mm.

   Uzwojenie to daje małe napięcie potrzebne do zasilania głośników dynamicznych nie posiadających transformatorów przy obudowie.

   Zwraca się uwagę, że nawijając opisane transformatory koniecznie trzeba zachować we wszystkich uzwojeniach te same kierunki nawijania zwojów.

   Na zakończenie podajemy spis części montażowych.

• 1 podstawa wzmacniacza wykonana z blachy żelaznej cynkowanej lub cynkowej o grubości 1 mm. Wymiary podstawy: 34 cm x 20 cm x 8 cm. Podstawa ta powinna mieć wykonane otwory według wymiarów podstawek lampowych i rozstawienia poszczególnych części składowych. Pożądane jest również by posiadała ona zamykane dno i pokrywę osłaniającą cały wzmacniacz. Pokrywa ta powinna być z tyłu dziurkowana aby wydzielane ciepło mogło uchodzić na zewnątrz.
• 1 transformator sieciowy. Napięcia sieci stopniowane od 220 V do 110 V. Uzwojenie anodowe: 2 x 360 V (lub 350 V) o obciążeniu 150 mA. Uzwojenie żarzenia lampy prostowniczej: 6,3 V (lub 5 V)/3 Amp. Uzwojenie żarzenia lamp wzmacniających: 6,3 V/4 - 5 Amp.
• 1 transformator głośnikowy (wyjściowy). Dostosowany on musi być do pracy w układzie przeciwsobnym z lampami 6L6 i posiadać moc dla włączenia 25 watów obciążenia. Po stronie wtórnej dawać on musi napięcia o wysokości 30, 60, 120V oraz (o ile to jest możliwe) napięcia do bezpośredniego zasilania głośników dynamicznych.
• 1 lampa elektronowa typu 6SC7 lub EDD11 ewentualnie 6N7, 6H8C
• 1 lampa elektronowa typu 6AC7 lub 1852, EF11, EF12
• 1 lampa elektronowa typu 6SN7 lub 6H7, 6N8S, 6N7
• 2 lampy elektronowe 6L6 lub 6∏6, 6∏3, EL12/Spec, EL12/375, (lub EL12 - mniejsza moc wyjściowa)
• 1 lampa elektronowa prostownicza typu 5Y3 lub 5Z4, 5U4, 5C4S, AZ12
• 3 potencjometry o oporze po 1 MΩ - P₁, P₂, P₃
• 1 potencjometr o oporze 100 kΩ - P₄
• 1 potencjometr o oporze 20 kΩ - P₅
• 1 potencjometr o oporze 0,5 MΩ - P_a
• Oporniki:
  • R₁ = 200 kΩ/1W
  • R₂ = 3000 Ω/1-2W
  • R₃ = 50 kΩ/1W
  • R₄ = 1 MΩ/1W
  • R₅ = 3 kΩ/1-3W
  • R₆ = 0,5 MΩ/1W
  • R₇ = 100 kΩ/1W
  • R₈ = 1500 Ω/2W
  • R₉ = R₁₀ = 3 kΩ/1W
  • R₁₁ = 5000 Ω/2W
  • R₁₂ = 450 kΩ/1W
  • R₁₃ = 30 kΩ/1W
  • R₁₄ = 0,5 MΩ/1W
  • R₁₅ = 250 Ω/15W (w przypadku lamp elektronowych EL 12/ Sp. - około 90 Ω)
  • R₁₆ = R₁₇ = 1000 Ω/1W
  • R₁₈ = 100 kΩ/2W
  • R₁₉ = 2000 Ω/2W
  • R₂₀ = 50 Ω - opornik regulowany ("entbrummer")
  • R_F = 3000 Ω/około 20W - opornik drutowy
• Kondensatory:
  • C₁ = 1µF/1500V (ewentualnie 750 V)
  • C₂ = 50000 pF/1500V
  • C₃ = 25 µF/30V - elektrolityczny
  • C₄ = 50 µF/30V - elektrolityczny
  • C₅ = 1 µF/1500V (ewentualnie 750 V)
  • C₆ = 10000 pF/1500V
  • C₇ = 0,1 µF/1500V
  • C₈ = 1 µF/1500V (ewentualnie 750V)
  • C₉ = C₁₀ = 0,1 µF/1500V
  • C₁₁ = 1 µF/1500V (ewentualnie 750 V)
  • C₁₂ = 16 µF/550V - elektrolityczny
  • C₁₃ = C₁₄ = 32 µF/550V - elektrolityczny
  • C₁₅ = C₁₆ = 10000 pF/3000V
• 1 wyłącznik sieciowy, błyskawiczny
• 1 oprawka dla żarówki sygnalizacyjnej
• 1 żarówka sygnalizacyjna 6,3 V/0,3A
• 6 podstawek odpowiednich do zastosowanych lamp elektronowych
• 16 gniazdek
• 2 oprawki do bezpieczników szklanych
• 2 bezpieczniki szklane, rurkowe na obciążenia 1A

   Płytki bakelitowe, drut montażowy o średnicy minimum 0,8 mm w izolacji igelitowej lub gumowej, koszulka na ekranowanie przewodów, śrubki, muterki, cyna do lutowania, kalafonia (rozpuszczona w spirytusie) itp.