Budujemy wzmacniacz stereofoniczny
inż. Zbigniew Faust
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 22, Maj 1972r., Nr 5
(Opracowano na podstawie "Funktechnik" nr 23, 24/1965 i nr 2/1966)
Podaję opis konstrukcyjny wzmacniacza stereo, przeznaczonego do współpracy z gramofonem stereofonicznym. Wzmacniacz zawiera dwa kanały: lewe i prawy. Każdy kanał składa się ze stopnia wejściowego, układów regulacji głośności i balansu oraz stopnia końcowego. W stopniu wejściowym odbywa się wstępne wzmocnienie słabych sygnałów z adaptera, a także korekcja charakterystyki częstotliwościowej odtwarzanych nagrań z płyt przez odpowiednie podniesienia lub obniżenie tonów niskich i wysokich. Układ regulacji głośności pozwala zmieniać w sposób ciągły siłę dźwięku nagrań płytowych, natomiast regulacja balansu umożliwia wyrównanie głośności odtwarzania obu kanałów. Stopień końcowy nie różni się niczym od podobnego stopnia wzmacniacza monofonicznego.
Konstrukcyjnie wzmacniacz został podzielony na 3 człony:
- układ korekcji barwy dźwięku,
- dwustopniowy wzmacniacz końcowy,
- zasilacz sieciowy.
Poszczególne człony układu montuje się na oddzielnych płytkach bakelitowych, dzięki czemu jest ułatwione eksperymentowanie z układem.
Dane techniczne
- Moc wyjściowa: max 2×4W
- Czułość: około 100mV
- Pasmo przenoszenia: 5Hz÷20kHz (-3dB)
- Współczynnik zniekształceń nieliniowych: poniżej 5%
- Zasilanie z cieci 220V/50Hz, moc pobierana około 80W.
UKŁAD KOREKCJI BARWY DŹWIĘKU
Zawiera on w każdym kanale dwa stopnie wzmocnienia napięciowego oraz układ regulacji barwy dźwięku, oddzielnie dla niskich i wysokich tonów.
Schemat ideowy przedstawiono na rysunku 1. Oba kanały wzmacniacza są jednakowe i wobec tego wystarczy opis tylko jednego z nich. Sygnał wejściowy z adaptera stereofonicznego przechodzi poprzez znormalizowane gniazdo wejściowe We i kondensator sprzęgający C1 do regulatora siły dźwięku R1, a następnie poprze kondensator C2 do siatki sterującej lampy L1a. Opornik upływowy siatki ma wartość 1MΩ. W obwodzie katodowym lampy znajduje się opornik R6 do wytworzenia napięcia polaryzacji siatki, zblokowany kondensatorem C4. Wzmocniony w obwodzie anodowym sygnał doprowadza się poprze opornik R4 i kondensator C6 do układu regulacji barwy dźwięku. Aby wysokie tony nie zostały za bardzo osłabione, opornik R4 jest zbocznikowany kondensatorem C5. W pierwszym stopniu wzmocnienia występuje ponadto sprzężenie zwrotne między anodą i siatką lampy L1a (opornik R5). Dzięki temu sprzężeniu uzyskuje się bardziej liniową charakterystykę przenoszenia i mniejszy współczynnik zniekształceń nieliniowych.
Rys. 1. Schemat ideowy układu korekcji barwy dźwięku
Układ regulacji barwy dźwięku składa się z dwóch obwodów RC. Pierwszy obwód obejmuje elementy R7R8R9C7C8 przeznaczone do regulacji w zakresie niskich tonów, drugi zaś (C9R11C10) pozwala zmieniać charakterystykę przenoszenia w obszarze tonów wysokich. Opornik R10 jest elementem odsprzęgającym obwód regulacji tonów niskich od obwodu regulacji tonów wysokich.
Ponieważ układ regulacji barwy dźwięku powoduje znaczne tłumienie sygnału, przeto zastosowano drugi stopień wzmocnienia z triodą L1b. Opornik R15 i kondensator C12 przeznaczone są do wytworzenia napięcia polaryzacji siatki. Zasilanie anody lampy odbywa się przez opornik obciążenia R14.
Napięcie zasilające układ korekcji barwy dźwięku pobiera się z zasilacza sieciowego poprzez filtr odsprzęgający (opornik R18 i kondensator C3).
WYKAZ ELEMENTÓW
- Oporniki - masowe OWS
- R1, R16 - potencjometr masowy podwójny SP-IIIb 1MΩ/0.5W/C
- R2, R12, R17, R27 - 1MΩ/0,25W
- R3, R14, R20, R29 - 220kΩ/0,5W
- R4, R7, R10, R19, R24, R25 - 100kΩ/0,25W
- R5, R21 - 4,7MΩ/0,25W
- R6, R15, R18, R28 - 2,7kΩ/0,25W
- R8, R23, R11, R26 - potencjometr masowy podwójny SP-IIIb 1MΩ/0,5W/A
- R9, R22 - 15kΩ/0,25W
- R13 - 470Ω/1W
- Kondensatory
- C1, C2, C8, C11, C13, C14, C18, C21 - styrofleksowe KSF 0,02μF/400V
- C3 - elektrolityczny KEN 32μF/350V
- C4, C12, C15, C23 - elektrolityczne KES 50μF/12V
- C5, C16 - styrofleksowe KSF 470pF/250V
- C6, C17 - styrofleksowe KSF 0,1μF/250V
- C7, C19 - styrofleksowe KSF 2200pF/250V
- C9, C20 - styrofleksowe KSF 100pF/250V
- C10, C22 - styrofleksowe KSF 1000pF/250V
- Lampy
- L1, L2 - ECC83
MONTAŻ
Jako chassis zastosowano płytkę bakelitową (rysunek 2) o rozmiarach 150×100×2mm. W dolnej części płytki umieszczone zostały podwójne potencjometry do regulacji siły i barwy dźwięku oraz gniazdo wejściowe. Z lewej strony obok potencjometrów umieszczono końcówki lutownicze w ten sposób, aby odpowiadały właściwym końcówkom na płytce montażowej wzmacniacza końcowego. W górnej części płytki przykręcono kondensator C3. Podstawki lampowe wraz z kubkami ekranującymi znajdują się pośrodku płytki montażowej. Kondensatory i oporniki rozmieszczono w pozycji pionowej i poziomej na pozostałych wolnych miejscach płytki.
Rys. 2. Schemat montażowy układu korekcji barwy dźwięku
Montaż układu wykonano metodą pseudodruku. Polega ona na tym, że w płytce bakelitowej, w odpowiednich miejscach (zaznaczonych na rysunku kropkami) zostają przewiercone otwory o średnicy 1,6mm, w które wprowadza się końcówki oporników i kondensatorów. Po przeciwnej stronie płytki lutuje się te końcówki ze sobą lub odcinkami przewodu montażowego.
DWUSTOPNIOWY WZMACNIACZ KOŃCOWY
Wzmacniacz końcowy składa się ze stopnia wzmocnienia napięciowego i stopnia mocy oraz z regulatora balansu. Schemat ideowy wzmacniacza przedstawiono na rysunku 3. Tutaj również ograniczymy opis układu tylko do jednego kanału, ponieważ drugi jest identyczny.
Rys. 3. Schemat ideowy dwustopniowego wzmacniacza końcowego
Sygnał wejściowy zostaje doprowadzony poprzez kondensatory C1C2 do siatki sterującej lampy L3a, która pracuje w stopniu wstępnego wzmocnienia. Pomiędzy tymi kondensatorami znajduje się regulator balansu R3, stanowiący wraz z opornikami R1R2 dzielnik napięcia. Dzielnik jest tak zaprojektowany, że przy lewym skrajnym położeniu suwaka w regulatorze balansu (sprzężone potencjometry R3R16) sygnał w pierwszym kanale zostaje stłumiony o około 12dB, a w drugim wzmocniony o około 12dB. Przy prawym skrajnym położeniu suwaka w regulatorze balansu uzyskuje się stan odwrotny. Położenia pośrednie umożliwiają wyrównanie głośności odtwarzania obu kanałów. W ten sposób, za pomocą regulatora balansu uzyskuje się właściwe rozmieszczenie kierunku słyszenia pozornych źródeł dźwięku.
W obwodzie anodowym lampy L3a znajduje się opornik R6 oraz filtr złożony z opornika R5 i kondensatora C5. Filtr służy do odsprzężenia stopnia mocy z lampą L3b od stopnia wstępnego wzmocnienia. Następnie, poprzez kondensator sprzęgający C4 i opornik R10, który zapobiega powstawaniu drgań wielkiej częstotliwości, wzmocniony sygnał wejściowy dochodzi do siatki sterującej lampy końcowej L3b. W obwodzie katodowym lampy znajduje się opornik R11 do wytworzenia napięcia polaryzacji oraz dołączony do niego równolegle kondensator C5. Anoda lampy L3b zasilana jest z pierwotnego uzwojenia transformatora wyjściowego Tr1.
Podane na początku artykułu pasmo przenoszonych przez wzmacniacz częstotliwości uzyskano dzięki wprowadzeniu do układu szeregu elementów. Jednym z nich jest kondensator C6 dołączony równolegle do pierwotnego uzwojenia transformatora wyjściowego. Do innych zaliczają się obwody RC umieszczone miedzy wtórnym uzwojeniem transformatora Tr1 a obwodem katodowym lampy L3a. Powstaje w ten sposób sprzężenie zwrotne napięciowe. Mamy tu również sprzężenie zwrotne prądowe, gdyż oporniki R7R8 nie zostały zbocznikowane kondensatorami.
WYKAZ ELEMENTÓW
- Oporniki - masowe OWS
- R1, R17 - 100kΩ/0,25W
- R2, R16 - 33kΩ/0,25W
- R3, R15 - potencjometr masowy podwójny SP-IIIb 1MΩ/0,5W/A
- R4, R9, R18, R23 - 1MΩ/0,25W
- R5, R10, R12, R20, R24, R26 - 1kΩ/0,25W
- R6, R19 - 220kΩ/0,5W
- R7, R22 - 2,2kΩ/0,25W
- R8, R21 - 1,5kΩ/0,25W
- R11, R25 - 170Ω/0,25W
- R13, R28 - 22kΩ/0,25W
- R14, R27 - 220kΩ/0,25W
- Kondensatory
- C1, C2, C9, C10 - styrofleksowe, KSF 0,047μF/250V
- C3, C11 - elektrolityczne, KEN 32μF/350V
- C4, C12 - styrofleksowe, KSF 0,1μF/250V
- C5, C13 - elektrolityczne. KES 100μF/12V
- C6, C14 - styrofleksowe, 470pF/250V
- C7, C16 - styrofleksowe, KSF 1000pF/250V
- C8, C15 - styrofleksowe, KSF 0,01μF/250V
- Inne
- L3, L4 - lampy ECL86
- Gł1, Gł2 - głośnik dynamiczny typu GD-18-13/2/5 opór cewki 4Ω
- Tr1, Tr2 - transformator wyjściowy typu TG-2-31666 stosowany w radioodbiorniku "Relaks 2"
MONTAŻ
Wszystkie elementy wzmacniacza końcowego (z wyjątkiem głośników) przymocowuje się do płytki bakelitowej o rozmiarach 200×150×2mm. Aby zapobiec powstawaniu niepożądanych sprzężeń w układzie, zaleca się rozmieścić elementy według schematu montażowego uwidocznionego na rysunku 4.
Rys. 4. Schemat montażowy dwustopniowego wzmacniacza końcowego
Montaż układu wykonuje się również metodą pseudodruku. Doprowadzenie napięć zasilających odbywa się poprzez końcówki lutownicze znajdujące się na skraju w lewej części płytki montażowej.
ZASILACZ SIECIOWY
Schemat ideowy zasilacza przedstawiono na rysunku 5. Zasilacz składa się z prostownika pełnookresowego oraz filtru. Prostownik selenowy w układzie mostkowym prostuje napięcie zmienne z wtórnego uzwojenia transformatora sieciowego Tr3. Filtr zasilacza zawiera dławik i dwa kondensatory elektrolityczne. Zasilanie włókien żarzenia lamp wzmacniacza odbywa się z oddzielnego uzwojenia na transformatorze sieciowym.
Rys. 5. Schemat ideowy zasilacza sieciowego
WYKAZ ELEMENTÓW
- C1, C2 - kondensatory elektrolityczna, KEN 50μF/450V
- D1, D2, D3, D4 - diody DZG7 lub prostownik selenowy SPS-6B-250-C100
- Tr3 - transformator sieciowy TS6071-6076 stosowany w radioodbiorniku "Carmen-Stereo". Można go również wykonać samemu. Do tego celu jest potrzebny rdzeń o przekroju 11,5cm2, na którym należy nawinąć uzwojenie:
- pierwotne - 880 zwojów drutu Ø0,4mm w emalii
- wtórne anodowe - 840 zwojów drutu Ø0,35mm w emalii
- wtórne żarzeniowe - 28 zwojów drutu Ø1,1mm w emalii
- Dł1 - dławik filtru zasilacza typu C-425-212 w odbiornikach TV "Turkus" i "Szmaragd".
Montaż kompletnego wzmacniacza można zrealizować w oparciu o rozmaite rozwiązania konstrukcyjne, z których najprostszym jest przymocowanie trzech płytek montażowych do chassis z blachy aluminiowej. Płytki te można przykręcić wprost do chassis, po uprzednim wycięciu w nim prostokątnych otworów. W przypadku płytki o rozmiarach 150×100mm wycięcie powinno mieć długość 142mm i szerokość 92mm, natomiast dla większej płytki - 142mm i 192mm. Chodzi o to, aby był zapewniony dostęp do płytek również od spodu, gdzie znajdują się przewody łączące poszczególne elementy. Zaleca się rozmieszczenie pomiędzy płytkami ścianek rozdzielających z blachy. Takie ścianki ekranują jeden człon wzmacniacza od drugiego. Połączenia między poszczególnymi członami wykonujemy sztywnym przewodem w izolacji, którego odcinki przylutowuje się do odpowiednich końcówek lutowniczych na płytkach montażowych, jak to uwidoczniono na rysunku 6.
Rys. 6. Sposób połączeń poszczególnych członów wzmacniacza
Innym rozwiązaniem konstrukcyjnym jest umieszczenie chassis w obudowie składającej się z płyty czołowej i pokrywy. W tym przypadku wszystkie elementy regulacyjne, wyłączniki oraz gniazda wejściowe i wyjściowe wymontowuje się z płytek i przykręca do płyty czołowej. Przewody łączące regulatory siły oraz barwy dźwięku i gniazdo wejściowe powinny być zaekranowane. Pokrywę wykonaną z cienkiej blachy należy zaopatrzyć w otwory wentylacyjne dla lepszego odprowadzenia ciepła z nagrzewających się części wzmacniacza.
Głośniki umieszczamy w drewnianych obudowach i łączymy za pomocą kabli z gniazdami wyjściowymi wzmacniacza.
Udostępnił ku radości "lampomaniaków" i nie tylko Grzegorz 'gsmok' Makarewicz