|
Wzmacniacz lampowy |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zamiast wstępu Podobnie jak wielu pasjonatów przede mną i wielu po mnie postanowiłem samodzielnie zbudować wzmacniacz lampowy. Przyznaję, że nie mam wielkiego doświadczenia jeśli chodzi o konstrukcje lampowe. Jestem jednak praktykiem, który "popełnił" już kilka układów i lutownica nie jest mi obca. Postanowiłem dosyć szczegółowo relacjonować proces budowy wzmacniacza. Zdecydowałem się tym samym na ryzyko popełniania błędów, które będą widoczne dla wszystkich odwiedzających tę stronę. Sądzę jednak, że warto spróbować. W ten sposób chciałbym zerwać z tradycją wielu stron w internecie, które pokazują wyniki końcowe prac konstrukcyjnych pomijając wszystkie, często bolesne szczegóły, które towarzyszyły osiągniętym rezultatom. Takie strony są bardzo ciekawe, ale wnoszą niewiele wartości praktycznych przydatnych takim "fachowcom" jak ja, którym czasami jest po prostu głupio zadawać nurtujące ich pytania bez obawy, że narażą się na pogardliwe wzruszenie ramionami "doświadczonych lampowców". No, ale dość już tego gadania. Biorę głęboki oddech i rozpoczynam relację. Relacja 1 (5 marzec 2002r.) Jaki wzmacniacz zbudować? Przede wszystkim musi być to sprawdzona konstrukcja. Schematów ideowych wzmacniaczy jest mnóstwo. Z doświadczenia z innymi układami wiem, jak łatwo zabrnąć w ślepy zaułek zabierając się do pracy nad niesprawdzonym schematem. Mam już za sobą wpadki nawet z układami ze sławnego Elektora. W czasopismach elektronicznych w działach "Odpowiedzi Redakcji" lub podobnych mnóstwo jest doniesień od zrozpaczonych czytelników, którzy nie mogą uruchomić publikowanych urządzeń działających jak się okazuje wyłącznie w redakcyjnym laboratorium. Przejrzałem mnóstwo materiałów w internecie, czasopismach i książkach. Sądzę, że "delikatny nacisk" kolegi z Fonaru, aby nie wydziwiać i wybrać konstrukcję tzw. wzmacniacza Williamsona jest całkowicie uzasadniony. Dlaczego? Z dwóch powodów:
Poszperałem nieco w literaturze i na jej podstawie narysowałem (a dokładniej rzecz ujmując po prostu przerysowałem) schemat ideowy wzmacniacza, który przedstawiam na rys.1.
Celowo nie wpisałem wartości elementów, bowiem na schematach pochodzących z różnych źródeł nieco a czasami nawet bardzo się różnią. Nie wiem jak istotne będą różnice tych wartości dla pracy wzmacniacza, ale z uwagi na zbliżające się ich poszukiwania w celu skompletowania części składowych muszę przed niedzielą stworzyć listę części. Dlaczego przed niedzielą? Bo w tym dniu mam zamiar pojechać na słynny Wolumen w Warszawie czyli jedną z największych giełd elektronicznych pod chmurką. Listę elementów z komentarzem przedstawię więc pod koniec tygodnia. Tymczasem biorę się za teorię (to przykre ale nie da się tego całkowicie uniknąć). W najbliższej relacji napiszę co udało mi się wygrzebać "w tym temacie". Relacja 2 (8 marzec 2002r.) W celu określenia wartości elementów składowych do budowy wzmacniacza przeanalizowałem następujące źródła informacji:
Wykaz elementów przedstawiam w Tabeli 1.
W nawiasach podałem alternatywne wartości podawane w materiałach źródłowych, którymi elementy różnią się mimo tego samego schematu ideowego. Jeśli chodzi o kondensatory to spróbuję zastosować obydwa warianty wartości i zmierzyć jaki jest ich wpływ na parametry wzmacniacza. Co do podawanej mocy strat rezystorów to wstępnie dla bezpieczeństwa przyjmę wariant o większej wartości. Nie podjąłem jeszcze końcowej decyzji co do ostatecznego układu zasilacza. Sądzę, że w celu uproszczenia układu zrezygnuję na razie z automatycznego opóźnionego załączania napięcia anodowego na rzecz ręcznego włącznika. Nie mam również sprecyzowanego zdania co do wartości kondensatorów filtrujących w zasilaczu. Wartości spotykane w materiałach źródłowych są tak rozbieżne, że nie mając niestety podstaw merytorycznych do wykonania obliczeń przyjąłem następujące rozwiązanie: zastosuję kondensatory o pojemności co najmniej 220µF. O dokładnej wartości pojemności zdecyduje po prostu możliwość zakupu takich kondensatorów. Zważywszy, że napięcie anodowe układu wynosi około 430V mogą z tym być problemy. Robiąc listę zakupów przy pozycji "włącznik napięcia anodowego" nasunęły mi się wątpliwości, czy na rynku są w ogóle dostępne przełączniki na takie napięcia. Zacząłem drążyć sprawę i oto nadszedł czas na jedno z "głupich" pytań, które musze zadać. Jak to się dzieje (sprawdziłem to organoleptycznie w paru wzmacniaczach fabrycznych), że do budowy układów opóźnionego załączania napięcia anodowego (przekaźników w układach automatycznych i przełączników ręcznego załączania) stosuje się zwykłe elementy na znacznie niższe dopuszczalne napięcia. I robi się to nie tylko w układach radioamatorskich ale i fabrycznych. Rozumiem, że wartość napięcia możliwa do przyłożenia do końcówek przekaźnika, czy też przełącznika jest tym większa im mniejszą wartość ma płynący przezeń prąd. Problem w tym, że tak się dzieje tylko do pewnego momentu, czyli do osiągnięcia napięcia maksymalnego, które zwykle wynosi około 250V. Patrzyłem w różnych katalogach i przyznaję, że nie znalazłem przełącznika na napięcie np. 450V. Myślę, że w swoim układzie zastosuję szeregowe połączenie styków w podwójnym przełączniku na napięcie 250V. Tak na wszelki wypadek. Chyba, że popełniam jakiś generalny błąd w rozumowaniu? W najbliższą niedzielę zrobię również rozeznanie co do możliwości zakupu transformatora sieciowego no i transformatorów głośnikowych. Dowiedziałem się, że prawdopodobnie to się nie uda, ale spróbować warto. Napiszę o tym w kolejnej relacji, po wizycie na giełdzie elektronicznej. Na szczęście dla mnie mam na wszelki wypadek do swojej dyspozycji oryginalne transformatory Amplifona. W międzyczasie studiuję opisy działania układu przedstawionego na Rys.1. i w najbliższym czasie postaram się stworzyć swoje własne opracowanie na ten temat. Przeglądam również oryginalne artykuły pana Williamsona z połowy lat czterdziestych. Na stronie Fonaru w dziale artykułów powinno się w przyszłości pojawić "swobodne" tłumaczenie tych materiałów. Jestem po ich pierwszym czytaniu i już teraz mogę powiedzieć, że jestem pod wrażeniem wymagań jakie Williamson narzucił np. transformatorom głośnikowym. Myślę, że wrócę jeszcze do tego tematu. Relacja 3 (15 marzec 2002r.) Jestem po wizycie na warszawskim "Wolumenie". Tak jak się spodziewałem nie miałem większych problemów z nabyciem elementów biernych do budowy wzmacniacza. Schody zaczęły się, gdy przyszło mi kupić kondensatory elektrolityczne do zasilacza oraz transformatory. Kondensatorów elektrolitycznych na napięcia przekraczające 450V nie napotkałem (z wyjątkiem jednego sprzedającego, który posiadał "niezbyt dobrze zidentyfikowane obiekty elektrolityczne", za które życzył sobie jakieś zupełnie astronomiczne pieniądze. W tej sytuacji pozostało mi kupić garść kondensatorów na niższe napięcia, z których postaram się złożyć coś odpowiedniego. Napiszę o tym w relacji, w której opiszę koncepcję układu zasilającego. Nie pisałem o nim jeszcze, bo układ powstanie właśnie pod kątem kupionych kondensatorów. Kamień spadł mi z serca jeśli chodzi o przełącznik do opóźnionego załączania napięcia anodowego (Pytanie numer 1). Mam szczęście, że w odpowiednim momencie (jeszcze przed wizytą na Wolumenie) uzyskałem od mojego znajomego Olka, który dysponuje odpowiednią wiedzą praktyczną kilka ważnych uwag na ten temat. Tak jak przypuszczałem w przypadku przekaźników i przełączników sprawa opiera się na wykorzystaniu faktu, że elementy te pracuję przy stosunkowo niewielkich prądach. Sprawę tą doskonale ilustruje fragment wypowiedzi Olka w ramach naszej internetowej dyskusji: "...Przekaźniki - w naszym przypadku chodzi przede wszystkim o prąd. "Normalne" przekaźniki pracujące w układach automatyki w urządzeniach AGD to zasilanie cewki 12 lub 24 V a napięcie 220V, natomiast przenoszą duże prądy - do 10A. W przypadku stopni końcowych wzmacniacza sumaryczny prąd osiąga wartości do, powiedzmy, 200 mA. Napięcie 300 czy 350 V nie ma tu specjalnego znaczenia. U siebie mam zamontowane przekaźniki z kuchenki mikrofalowej Sharpa: zasilanie 12V, styki robocze 250V, 10A. Spełniają swoją rolę w 100%...". A więc sprawa się wyjaśniła. Wrócę teraz do problemu transformatorów. Po pierwsze: transformator sieciowy. Okazuje się, że niestety jest to element wyjątkowo trudny do zdobycia. Na Wolumenie nie udało mi się go kupić. Co więcej na "stoiskach transformatorowych" uzyskałem informacje, że "nie mam i nie będę miał takich transformatorów". W jednym tylko miejscu sprzedawca wyraził zainteresowanie nawinięciem transformatora, ale pod warunkiem, że podam mu dokładne parametry nawinięcia i zamówię odpowiednio dużą ilość sztuk. Jaką ilość i ile by to kosztowało nie udało mi się ustalić. Po drugie: transformatory głośnikowe. Ku memu zdumieniu KUPIŁEM TRANSFORMATOR GŁOŚNIKOWY!!! Byłem przekonany, że łatwiej mi będzie kupić transformator sieciowy niż głośnikowy, a tu taka niespodzianka. W wyniku dwukrotnego przeszukania całego Wolumenu znalazłem stoisko, w którym oferowane były transformatory głośnikowe. Sądząc z oglądu organoleptycznego, transformatory te mogą być niezłej jakości. Jako rdzenie zastosowane są w nich typowe kształtki EI. Na transformatorze umieszczona jest nalepka informująca, że przenosi on częstotliwości od 20Hz do 20kHz. Górna częstotliwość równa 20kHz to zgodnie z wymaganiami, które w latach 40-tych stawiał sobie Pan Williamson nie jest zbyt dużo, ale przed wykonaniem pomiarów nie należy niczego przesądzać. Myślę, że najpierw jako transformatory zastosuję oryginalne transformatory toroidalne firmy Amplifon, które sprawdziły się w układzie zgodnym z Rys.1. Po zbudowaniu wzmacniacza postaram się podłączyć transformator głośnikowy, o którym wspomniałem i zrobić badania porównawcze z transformatorem "Amplifona". Skoro podjąłem już decyzję co do elementów składowych wzmacniacza pozostaje się zmierzyć z jego zmontowaniem. Wzmacniacz będzie zmontowany na aluminiowej podstawie w kształcie litery U. W najbliższej relacji poruszę problem zasilacza oraz żarzenia lamp. Już czuję, że będę miał problemy z przydźwiękiem, bo transformator sieciowy, który posiadam ma tylko jedno uzwojenie żarzenia. Relacja 4 (9 kwiecień 2002r.) Na prostej podstawie w kształcie litery U zamocowałem podstawowe elementy składowe wzmacniacza. Podstawa wzmacniacza ma wymiary 360mmx300mm. Zdjęcia chassis w trzech ujęciach pokazano poniżej. Dokładniejsze zdjęcia z naniesionymi wymiarami można zobaczyć klikając myszą na wybranej fotografii.
Przystąpiłem już do wstępnego
okablowania wzmacniacza (przełączniki, gniazda głośnikowe itd.) W
najbliższej relacji przedstawię rysunek ze szczegółowym
rozmieszczeniem elementów. Jak widać przymierzyłem się do montażu
przestrzennego. Zastanawiam się, czy samego zasilacza nie zmontować na
małej płytce drukowanej przykręconej do chassis. Relacja 5 (18 maj 2004r.) Ponieważ przez
ostatnie dwa lata miałem okazję patrzeć na kurzącą się konstrukcję
wzmacniacza opisanego wyżej wzmacniacza uznałem, że jej konstruktor już
chyba nigdy jej nie skończy i za jego zgodą postanowiłem kontynuować
budowę wzmacniacza jako trzecia!!! z kolei osoba (na tym wzmacniaczu wisi
jakieś fatum). Postaram się opisać moje boje z tym urządzeniem na tej
stronie i w razie problemów sygnalizować je na forum dyskusyjnym (http://www.trioda.com/php/forum/index.php),
na którym wypowiadam się jako gsmok.
Rozpocząłem od części zasilającej. Schemat ideowy zasilacza anodowego (jeden kanał) pokazany jest na rys.5. Napięcie anodowe wzmacniacza przekracza jest równe około 430V. Dostanie kondensatorów elektrolitycznych na napięcie rzędu 500V jest bardzo trudne. Stąd w układzie zastosowano kondensatory elektrolityczna łączone szeregowo. Aby napięcie rozłożyło się równomiernie pomiędzy szeregowo połączone kondensatory zostały one zbocznikowane rezystorami.
Ponieważ napięcia
biegu jałowego posiadanego przeze mnie transformatora sieciowego niepokojąca
przekraczają wartości przewidziane dla wzmacniacza w stosunku do
pierwotnego projektu, który przewidywał sześć kondensatorów
elektrolitycznych połączonych szeregowo-równolegle wprowadziłem małą
modyfikację polegającą na wstawieniu rezystora R7, który postanowiłem
w razie potrzeby wykorzystać do zbicia nadmiernego napięcia z
transformatora. Podobny problem będę miał prawdopodobnie z napięciem
żarzenia. W odróżnieniu od uzwojenia anodowego przewiduję w razie
potrzeby odwiniecie odpowiedniej liczby zwojów. Aby nie przejmować się
na razie wartościami tych napięć wzmacniacz będę uruchamiał zasilając
go poprzez autotransformator. Kryterium doboru napięcia zasilającego będzie
utrzymanie właściwej wartości napięcia żarzenia.
Relacja 6 (19 maj 2004r. - zaktualizowana 25.05.2004r.)) Sprawdziłem zasilacz anodowy. Działa OK. Napięcie ma kondensatorach przy zasilaniu transformatora sieciowego napięciem zmiennym 230V wynosi bez obciążenia 470V. To stanowczo za dużo w stosunku do projektu. Liczę, że po podłączeniu układu napięcie to się zmniejszy, a resztę obniżę za pomocą rezystora w zasilaczu anodowym. Przy okazji przerobiłem włącznik napięcia anodowego (to ten niebieski przełącznik widoczny na fotografiach). Aby mógł on być podświetlany zamontowaną w środku neonówką należało zwiększyć wartość rezystora szeregowego. Pierwotnie zamontowany był tam rezystor o wartości 150K, który zwiększyłem do 240k. Neonówka świeci nieco ciemniej, niż w oryginalnym przełączniku zasilanym napięciem 230V, ale różnica jest niewielka. Muszę przyznać, że nieźle się namęczyłem aby złożyć rozebrany wyłącznik (ach te sprężynki !!!). Po "wygrzaniu" zasilacza (kondensatory elektrolityczne leżały sobie parę lat) przystąpiłem do końcowego okablowania zasilacza i montażu elementów jednego kanału wzmacniacza. Na rys.11. pokazuję jeszcze raz schemat ideowy wzmacniacza (pracowałem go jeszcze raz do swoich celów, w stosunku do pierwowzoru dodałem numery końcówek lamp oraz podstawowe napięcia, którymi będę się kierował podczas uruchamiania wzmacniacza.
Poniżej przedstawiam fotografie pokazujące kolejne fazy montażu.
I to by było na tyle. Po sprawdzeniu poprawności montażu postawiłem wzmacniacz na stanowisku pomiarowym (Rys.21). Jutro dzień prawdy.
Relacja 7 (20 maj 2004r.) Przystąpiłem do uruchamiania wzmacniacza. Zrobiłem to etapami, w taki sposób aby zminimalizować ryzyko jego uszkodzenia w przypadku błędów montażowych. Aby opis kolejnych kroków uruchamiania nie był nudny umieszczam go obok paru fotek wzmacniacza na stanowisku pomiarowym.
Relacja 8 (22 maj 2004r.) Wykonałem pomiary po poprawieniu błędu związanego z masą (rys.25). Jest bardzo dobrze. Przydźwięk zmniejszył się do poziomu pojedynczych miliwoltów!!! Poniżej przedstawiam fotografie umożliwiające zapoznanie się ze szczegółami montażu. Niektóre fotografie mogą (przez porównanie ze wcześniej prezentowanymi zdjęciami) posłużyć do obejrzenia i uniknięcia błędów, które popełniłem podczas montażu i które musiałem skorygować.
Biorę się teraz za montowanie drugiego kanału wzmacniacza. Zważywszy, że będę się wzorował na już uruchomionym kanale nie powinienem popełnić błędów. W kolejnym kroku dodam szczegółowe zdjęcia i skrótowy opis tych czynności. zastanawiam się również, czy nie przenieść gniazd wejściowych wzmacniacza z tylnej na przednią ściankę. Mógłbym wówczas połączyć kondensatory wejściowe bezpośrednio do tych gniazdek i skróciłbym w ten sposób drogę, jaką musi przebyć sygnał od gniazda wejściowego na siatkę pierwszej lampy. Relacja 9 (29 maj 2004r.) Zakończyłem montaż drugiego kanału i tym samym całego wzmacniacza. Wzorując się na pierwszym kanale, montaż drugiego wykonałem nie popełniając wspomnianych wcześniej błędów. Poniżej przedstawiam zdjęcia pozwalające zapoznać się z kolejnymi fazami montażu.
Relacja 10 (2 czerwiec 2004r.) Wzmacniacz skończony i uruchomiony. Musiałem skorygować tylko jedną pomyłkę w montażu. Wzmacniacz przeszedł pomyślnie próby odsłuchowe. Niedługo zamieszczę wyniki pomiarów parametrów, tymczasem zdjęcia ostatecznej postaci wzmacniacza (w tej wersji, bo szykuję drugą odmianę)
Ostatnia aktualizacja: 2.06.2004r. [c.d.n] |
