Wzmacniacz słuchawkowy OTL 6N1P


Grzegorz Makarewicz "gsmok", Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

   Niniejszy opis dotyczy wzmacniacza słuchawkowego opartego na bardzo popularnym schemacie wykorzystującym wtórnik White'a. Opis nie jest zamkniętym opracowaniem, a jedynie miejscem umieszczania istotnych informacji towarzyszących wątkowi na Forum TRIODA. Dlatego też, przynajmniej w początkowym okresie może sprawiać wrażenia nieco chaotycznego - za co z góry przepraszam. Docelowo zamierzam umieścić tutaj szczegółowe wyniki obliczeń symulacyjnych, wyniki pomiarów z zastosowaniem różnych typów słuchawek oraz opis praktycznego wykonania wzmacniacza na podstawie zaprojektowanych do niego płytek drukowanych.

   Cechą charakterystyczną opisanego wzmacniacza jest duża zależność parametrów technicznych i odsłuchowych od zastosowanych słuchawek. Dla ustalonych wartości elementów składowych, wzmacniacz potrafi grać zachwycająco sterując jednymi słuchawkami i zawstydzająco sterując innymi.

   Bardzo przydatnym narzędziem do doboru wartości kluczowych elementów wzmacniacza jest oprogramowanie do symulacji układów elektronicznych. Mimo, że lampy są we współczesnej szeroko rozumianej elektronice elementami łagodnie rzecz ujmując przestarzałymi, ich modele można znaleźć w bibliotekach praktycznie wszystkich znanych narzędzi do komputerowej symulacji. Na rysunku poniżej przedstawiony jest schemat układu umożliwiającego wyznaczenie rodziny charakterystyk anodowych lampy 6N1P.

A oto rodzina charakterystyk anodowych modelu lampy 6N1P ...

... i dla porównania charakterystyki rzeczywiste z karty katalogowej producenta:

Proponuje porównać charakterystyki na podstawie kilku wybranych punktów. Okaże się, że model teoretyczny dla ujemnych napięć siatki sterującej jest całkiem dobry.

Schemat układu wykorzystanego do symulacji przedstawiony jest na poniższym rysunku. Można go powiększyć klikając na rysunek myszką.

   Jak widać, model odwzorowuje pełną strukturę rzeczywistego układu wzmacniacza, w tym jego część zasilającą (zasilacz anodowy i żarzenia) oraz elementy zestawione z kilku części składowych, które można oczywiście zastąpić pojedynczymi elementami o odpowiedniej wartości. Dociekliwi zauważą również, że na schemacie znajduje się nie podłączone źródło napięcia stałego. Wykorzystywałem je jako źródło napięcia anodowego podczas symulacji charakterystyk częstotliwościowych wzmacniacza. Wartość napięcia źródła odpowiada wartości napięcia na wyjściu zasilacza anodowego w stanie ustalonym.

   Na Forum TRIODA poruszona była swego czasu kwestia dużych wartości kondensatorów C2/C12 i C5/C15. Ich wpływ na przebieg charakterystyki amplitudowej można zbadać za pomocą pokazanego modelu. Na poniższym rysunku pokazany jest wpływ wartości kondensatora C2 na pasmo przenoszenia w zakresie niskich częstotliwości. Obliczenia wykonano dla wartości zmieniających się od 10uF do 1000uF. Jak widać począwszy od wartości 470uF wpływ zwiększania wartości C2 na przebieg charakterystyki jest pomijalny.

Analogiczne charakterystyki, tym razem dla kondensatora C5 pokazane są poniżej. Wartość C5 zmieniałem od 100uF do 2200uF.

Jak widać, podobnie jak w poprzednim przypadku zwiększenie wartości pojemności powyżej 470uF praktycznie nie zwiększa pasma przenoszenia w jakiś znaczący sposób.

Do budowy prototypu wzmacniacza słuchawkowego wykorzystałem dwie wersje płytek drukowanych.

Wersja I

   Pierwsza wersja wykorzystuje pojedynczą jednostronną płytkę drukowaną. Proszę mi wierzyć, że zaprojektowanie takiej płytki bez zwor i zapewniającej minimalny poziom zakłóceń podczas pracy wzmacniacza nie był sprawą prostą.

Tak wygląda zmontowany układ prototypowy na płytce wykonanej metodą "termotransferu".

 Wersja II

  Druga wersja składa się z dwóch płytek drukowanych - na pierwszej umieszczone są elementy części wzmacniającej układu (właściwy wzmacniacz), na drugiej elementy części zasilającej. Oto schematy, które posłużyły mi do zaprojektowania płytek.

 

Płytki mogą być umieszczone jedna za drugą (wówczas konstrukcja przypomina pierwszą wersję jednopłytkową)...

... lub jedna nad drugą.

Widok zmontowanych płytek przed ich skręceniem przedstawiony jest na poniższej fotografii.

Na kolejnych fotografiach pokazany jest wzmacniacz po skręceniu płytek.

 Tutaj widać dokładniej elektryczne połączenie płytki zasilacza i wzmacniacza za pomocą kilku odcinków srebrzanki.

Widok z boku pokazujący, że długość tulejek dystansowych zapewnia bezpieczną odległość elementów wzmacniacza od powierzchni płytki zasilacza.

W oto widok z góry na skręcone płytki prototypowe.

 W poniżej tabeli przedstawiony jest wykaz elementów wzmacniacza (oznaczenia elementów tak jak dla wersji II)

 Płytka wzmacniacza

1 R1L, R1R 1.0MΩ/0.6W  
2 R2L, R2R  100Ω/0.6W  
3 R3L, R3R  43KΩ/2W  
4 R4L, R4R  750Ω/0.6W  
5 R5L, R5R 1.0MΩ/1W  
6 R6L, R6R 200Ω/1W  
7 R7L, R7L 220Ω/1W  
8 R8L, R8R 22KΩ/1W  
9  C1L, C1R 200nF/630V  
10 C2L, C2R 1000uF/16V  
11 C3L, C3R 100nF/630V  
12 C4L, C4R 470nF/630V  
13 C5L, C5R 2200uF/16V  
14 C6L, C6R 100nF/630V  
15 C7L, C7R 220uF/250V  
16 C8L, C8R 220uF/250V  
17 C9L, C9R 470nF/630V  
18 C10L, C10R 10uF/400V  
19 H1 33uH/3.5A  
20 H2 33uH/3.5A  
21 H3 33uH/3.5A  
22 L1 6N1P-EW  
23 L2 6N1P-EW  
24 L3 6N1P-EW  
25 A1L, A1R ARK2 poziome  
26 A2L, A2R ARK2 poziome  
27 A3 ARK2 pionowe  
28 A4 ARK2 pionowe  
29 T1 (L1) Podstawka 9-nóżkowa typu Noval  
30 T2 (L2) Podstawka 9-nóżkowa typu Noval  
31 T2 (L3) Podstawka 9-nóżkowa typu Noval  

 Płytka zasilacza

1 R1  3K9/1W  
2 R2 2K7/0.6W  
3 R3 150KΩ/2W  
4 R4 51KΩ/2W  
5 R5 0.51Ω...1.2Ω/5W  
6 R6 470Ω/0.6W  
7 C1 1nF/1kV   
8 C2 1nF/1kV  
9 C3 1nF/1kV  
10 C4 1nF/1kV  
11 C5 220uF/400V  
12 C6 100nF/630V  
13 C7 100pF/1kV  
14 C8 100pF/1kV  
15 C9 100pF/1kV  
16 C10 100pF/1kV  
17 C11 100pF/1kV  
18 C12 33uF/400V  
19 C13 47uF/400V  
20 C14 100nF/630V  
21 C15 10000uF/16V  
22 C16 10000uF/16V  
23 C17 100nF/630V  
24 C18 10000uF/16V  
25 C19 10000uF/16V  
26 C20 100nF/630V  
27 D1 BY228  
28 D2 BY228  
29 D3 BY228  
30 D4 BY228  
31 D5 SB540  
32 D6 SB540  
33 D7 SB540  
34 D8 SB540  
35 D9 1N4006  
36 D10 1N4006  
37 D11 1N4006  
38 DZ1 91V  
39 DZ2 91V  
40 DZ3 75V  
41 DZ4 75V  
42 DZ5 15V  
43 LED1    
44 LED2    
45 T1 K2996  

A oto dwa prototypy obok siebie. Można porównać wymiary. Elektrycznie oba układy są równoważne.

Moja kotka "Bulma" niestety nie była zainteresowana żadną z wersji wzmacniacza.

Ciąg dalszy właśnie następuje...


Dodano 8 lutego 2014r.

A oto fotografia fabrycznie wykonanych płytek drukowanych.

 

Opracowanie: Grzegorz "gsmok" Makarewicz, Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.